文献速递|全自动DNA片段回收仪Blue Pippin助力废水中病原微生物监测

文献速递|全自动DNA片段回收仪Blue Pippin助力废水中病原微生物监测

【Frontiers in Public Health】Analysis of metatranscriptomic methods to enable wastewater-based biosurveillance of all infectious diseases

宏转录组分析法实现废水中所有病原微生物监测

新冠肺炎大流行期间，在不增加卫生保健系统负担下，通过检测废水中的病原微生物，可快速筛查大量人群，以监测病毒的变异和传播。目前的检测方法多是针对于一种或几种病原体的靶向检测，无法实现多种病原体的同时检测。因此，在废水监测传染病领域中亟需引入新技术，全面监测多种病原微生物的流行情况，在后疫情时代实现更有效的传染病监测和跟踪。

期刊：Frontiers in Public Health

发表年份：2023年

样本：废水

文库类型：宏转录组文库（200- 600 bp）

宏转录组文库富集和精准回收：Sage Science公司Blue Pippin全自动DNA片段回收仪

测序仪：Illumina NextSeq 500/550

美国哥伦布巴特尔纪念研究所，依据俄亥俄州现有的冠状病毒废水监测网络（OCWMN），研究测试了多种靶向和非靶向的基因组测序分析方法，进行废水中病原微生物监测，以寻找最有效的方法，对传染病的发展趋势、已知病原体的爆发情况以及社区中正在上升的潜在新病原体或变种的检测和跟踪。文章建立了一套基于废水中微生物宏转录组的病原体监测分析方法。具体实施步骤：连续6周，OCWMN每周从10个位点获取RNA提取物，将其构建为相应宏转录组文库，之后在Illumina NextSeq和MinION测序仪上对总RNA进行测序，以鉴定存在的病原体种类。MinION长读长测序可以有效降低变异检测的复杂性。最后，测试了一种靶向杂交方法与废水RNA样品的兼容性。在宏转录组测序中，研究人员对比了磁珠法和Blue Pippin筛选和纯化目标DNA片段，实验结果表明使用磁珠法耗时长，效果差，并不能有效去除接头、引物等非目标片段。而使用Blue Pippin全自动DNA电泳回收仪，可自动化完成测序片段精准回收（200-600bp），完全去除杂带，使得测序结果聚焦目标区域，显著提升数据质量。

基于废水的人类病原微生物监测，能够在疾病大流行之前对其进行监测和早期检测，从而能够快速做出反应，抑制致命细菌或病毒的传播。传统的宏基因组测序（如鸟枪宏基因组学或16S扩增子测序）无法检测样本中存在的RNA病毒，如SARS-CoV-2。现有的宏转录组分析方法能够检测真核生物、细菌和病毒病原体，可证明哪些基因正在表达。但现有的非靶向方法不能对具有小基因组的未知病原体以合理的成本进行大规模检测。因此，废水中病毒的监测仍然需要靶向测序，或在测序前进行病毒浓缩，去除所有细菌和真核细胞。此外，废水由完整细胞和细胞碎片组成。如果过滤和浓缩方法对病毒的富集程度不够，则无法通过非靶向测序进行一致的检测。本研究的数据提供了一个基线评估，证明废水是传染病流行病学的丰富资源，并确定了技术差距和潜在的解决方案，使公共卫生实验室能够使用这些资源来监测其地区的传染病流行情况。

• 原文

Spurbeck, Rachel R et al. “Analysis of metatranscriptomic methods to enable wastewater-based biosurveillance of all infectious diseases.” Frontiers in public health vol. 11 1145275. 22 Mar. 2023,

美国Sage Science是全球领先的全自动DNA脉冲场电泳回收仪的生产厂家，拥有美国技术专利，各个型号产品可以高效完成不同长度范围的DNA片段的精准回收，广泛用于二代测序、三代测序以及多种分子生物学相关领域。

环亚生物科技有限公司作为美国Sage Science公司在中国区的独家代理商，自2011年以来将Sage Science的产品线引入国内，一直为国内用户提供专业的全自动核酸片段回收仪的安装测试、应用培训，技术支持与售后维护工作，赢得客户的一致好评与信任。环亚生物科技有限公司将一如既往的支持越来越多的Sage Science用户。

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