Rozdíl mezi metagenomikou a metatranscriptomikou

klíčový rozdíl mezi metagenomiky a metatranscriptomiky závisí na typu biomolekul studovaných v každé oblasti. Metagenomika studuje DNA, její sekvence a její chování v organismech, zatímco metatranscriptomika studuje transkribovanou DNA, zejména sekvence mRNA a její chování v organismech.

Metagenomika a metatranscriptomika jsou dvě pole, která si během let získala ve vztahu k mikrobiální komunitě velkou popularitu. Jsou důležité ve zdravotnictví, průmyslu a zemědělské biotechnologii. Metagenomika i metatranscriptomika umožňují studium jednotlivých organismů v komunitě a jejich funkčních rolí, které jsou prospěšné nebo škodlivé.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je to metagenomika 
3. Co je to metatranscriptomika
4. Podobnosti mezi metagenomiky a metatranscriptomiky
5. Porovnání vedle sebe - metagenomika vs. metatranscriptomika v tabulkové formě
6. Shrnutí

Co je to metagenomika?

Metagenomika je obor, který zkoumá kyselinu deoxyribonukleovou (DNA). Je nejrelevantnější pro mikrobiální komunitu. Je to také pokročilejší pole ve srovnání s genomikou. V genomice probíhá analýza DNA konkrétních organismů. Metagenomika však zahrnuje analýzu genetického materiálu napříč komunitou organismů. To umožňuje studovat chování společenství organismů vztahujících se k jedné podmínce nebo jednom prostředí.

Obrázek 01: Metagenomika

Hlavní technikou zapojenou do studií metagenomiky je sekvenování nové generace (NGS), které využívá technologii mikročipů. Metody NGS mohou analyzovat více organismů v jedné reakci na přítomnost nebo nepřítomnost specifických sekvencí DNA. Tyto sekvence DNA mohou být odpovědné za jediný stav onemocnění nebo stav prostředí. Pomocí metagenomických znalostí je tedy možné snadno a přesně provádět screening organismů. Sekvenování během NGS probíhá v krátkých čteních a dochází k profilování DNA organismů. 16s DNA sekvence je populární sekvence studovaná v metagenomice týkající se mikroorganismů.

Po sekvenování společenství organismů by mělo být provedeno srovnání sekvencí. K plnění úkolu zarovnání se používají nástroje, jako je nástroj základní lokální zarovnání (BLAST). Po zarovnání poskytuje fylogenetický strom vztah každého organismu ve společenství a podrobnosti týkající se jeho chování.

Co je to Metatranscriptomics?

Metatranscriptomika je obor, který se zabývá transkriptomem organismu. Transkript představuje celé RNA sekvence transkribované během DNA transkripce. Sekvence mRNA přítomné v transkriptu poskytují informace o genetické expresi. Metatranscriptomics je analýza více transkriptomů napříč populacemi nebo komunitami.

Obrázek 02: Analýza transkriptomu

Metatranscriptomické studie také používají mikroarrayové technologie k nalezení sekvencí krátkých přečtených sekvencí. Metatranscriptomika navíc zahrnuje důkladnou bioinformatickou analýzu pomocí nástrojů pro zarovnání a metod navrhování stromů. Pole metatranscriptomiky je však ve srovnání s metagenomiky mnohem těžší. Extrakce mRNA nebo RNA jako celku není tak snadná, jak se zdá. Protože RNA je velmi náchylná k destrukci a má velmi krátkou životnost, jejich údržba a skladování by mohly být možným dotazem.

Jaké jsou podobnosti mezi metagenomiky a metatranscriptomiky?

• Metagenomika a metatranscriptomika jsou techniky s vysokou propustností pro analýzu komunit organismů, zejména mikrobiálních komunit.
• Obě techniky využívají k odvození nálezů technologii microarray.
• Získané výsledky jsou často analyzovány pomocí BLAST zarovnání a fylogenetických stromů.
• Navíc se obě techniky nezaměřují na jeden organismus, ale na skupinu nebo komunitní organismy.
• Kromě toho jsou oba koncepty studovány hlavně ve vztahu k mikrobům - hlavním důvodem byly jejich rozmanité role.

Jaký je rozdíl mezi metagenomiky a metatranscriptomiky?

Metagenomika a metatranscriptomika zahrnují analýzu genetické hmoty ve společenství organismů. Metagenomika se tedy týká vzorů a sekvencí DNA, zatímco metatranscriptomika se týká analýzy mRNA nebo transkribované DNA. Toto je klíčový rozdíl mezi metagenomikou a metatranscriptomikou.

Navíc se postup extrakce liší v obou technikách; metagenomika zahrnuje postupy extrakce DNA a metatranscriptomika zahrnuje postupy extrakce RNA. To je také významný rozdíl mezi metagenomikou a metatranscriptomikou.

Níže uvedený infographic shrnuje rozdíl mezi metagenomikou a metatranscriptomikou:

Shrnutí - Metagenomika vs Metatranscriptomika

Metagenomika a metatranscriptomika jsou nové studijní obory, které analyzují společenství organismů na konkrétní stav. Metagenomika se tedy týká analýzy DNA sekvencí. Naproti tomu se metatranscriptomika týká analýzy RNA sekvencí nebo transkribovaných produktů DNA. V tomto ohledu metatranscriptomika umožňuje identifikaci genové exprese pro konkrétní případ. Oba jsou důležité při analýze mutací a jejich účinků. Jedná se o rychlé a spolehlivější techniky používané při diagnostice předem. Toto je shrnutí rozdílu mezi metagenomikou a metatranscriptomikou.

Odkaz:

1. Aguiar-Pulido, Vanessa a kol. "Metagenomické, metatranscriptomické a metabolomické přístupy pro analýzu mikrobiomů." Evoluční bioinformatika online, LibertasAcademica, 12. května 2016, k dispozici zde.

Obrázek se svolením:

1. „pcbi.1002808.g001“ od Phylogeny Figures (CC BY 2.0) přes Flickr
2. „Transcriptome fig 3“ Autor: Danny556 (diskuse) - vlastní výroba (C BY-SA 3.0) prostřednictvím Flickru