Метагеномика

Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела. Вы можете помочь проекту, обновив её и убрав после этого данный шаблон.

У этой статьи нет иллюстраций. Вы можете помочь проекту, добавив их (с соблюдением правил использования изображений). Для поиска иллюстраций можно: попробовать воспользоваться инструментом FIST: нажмите эту ссылку, чтобы начать поиск; попытаться найти изображение на Викискладе; просмотреть иноязычные варианты статьи (если они есть); см. также Википедия:Источники изображений.

Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей.

Метагено́мика — раздел молекулярной генетики, в котором анализируются материалы, полученные из некультивированных образцов в результате изучения генов и генома живых организмов. «Метагеномика» - раздел молекулярной генетики, изучающий «метагеном» - генетический материал, получаемый напрямую из образцов среды. Так же эта область знаний называется «геномика окружающей среды» или «эко геномика». Традиционное секвенирование геномов полагается на культивируемые клоны культур, в то время как Метагеномика работает с набором всех ДНК находящихся в среде. Основным отличием при использовании метагеномного подхода является учет некультивируемых (англ. VBNC) микроорганизмов наряду с культивируемыми.

История

Происхождение термина

Термин Метагеномика был впервые использован учеными Jo Handelsman и Jon Clardy, Robert M. Goodman и появился на страницах журнала в 1998 году .^[1] термин метагеном подразумевал возможность использовать набор генов найденных в образцах среды как геном одного организма для воссоздания функциональных свойств некой среды, уподобляя ее единому организму. Лавинообразный интерес к генетике окружающей среды в следующие несколько лет привел к использованию этого термина при описании любого акта секвенирования образцов окружающей среды.

История проектов

Несколько проектов метагеномики человека находятся на разных стадиях выполнения или уже завершены, в том числе анализ микрофлоры кожи и кишечника^[2]. Получение полной бактериальной картины организма требует затраты огромных усилий, что обусловлено огромным видовым разнообразием микроорганизмов. В настоящее время рассматриваются возможности финансирования глобального проекта, получившего название «Человеческий микробиом» (human microbiome).

Русский метагеном

С 2010 года масштабное исследование метагенома человека наметилось и в России. Консорциум ведущих Российских институтов в области гастроэнтерологии и молекулярной биологии в качестве инициативного проекта начал проводить первые эксперименты по широкомасштабному секвенированию образцов ДНК из кишечника человека ^[3].

Сферы метагеномики

Методы метагеномики применяются для проведения анализа генома микробных популяций.На сегодняшний день можно выделить две области: - Метагеномика окружающей среды - изучающая метагеномы биогеоцинозов - озер, морей, болот, почвы и прочее. Здесь основной интерес ученых лежит в исследовании синергии действия множества микроорганизмов для получения конкретных результатов, напр. очистка воды или утилизация отходов. - Метагеномика человеческого организма - сравнение бактериальных сообществ организмов людей разного возраста, происхождения и состояния здоровья позволит установить, каким образом микроорганизмы предотвращают или повышают риск развития определенных заболеваний, а также возможные методы управления этими механизмами.

Метагеном человека

Специалисты до сих пор не пришли к единому мнению о конечных целях этого проекта. Существуют предложения детального исследования геномов преобладающих бактерий, другое направление – анализирование вариаций бактериальных сообществ.

Основные центры, которые уже получили финансирование на секвенирование геномов микроорганизмов кишечника, пригодных к культивированию в лабораторных условиях - это университет Бэйлора (г. Уэйко, штат Техас), Broad Institute (объединенный институт, в состав которого входят Массачусетский технологический институт, Гарвардский университет и институт Уайтхеда) и университет Вашингтона (г. Сент-Луис, штат Миссури).

Следует отметить, что стоимость секвенирования генома человека за последние три года уменьшилась почти в 100 раз и продолжает быстро снижаться. Совершенствование NNG технологий секвенирования ДНК в ближайшем будущем приведет к преодолению очередного ценового рубежа (1000$ за геном) и вызовет кардинальные перемены во многих областях биологии и медицинской генетики, что приведет к персонализации медицины. Технологический бум в данной области молекулярной генетики позволяет предположить, что постепенно метагеномика заменит ПЦР-диагностику.

В 2011 году в Росии также был объявлен грант на исследования в области Метагеномики ^[4].

Примечания

1. ↑ Handelsman, J; Rondon MR, Brady SF, Clardy J, Goodman RM (1998). «Molecular biological access to the chemistry of unknown soil microbes: a new frontier for natural products». Chemistry & Biology 5: 245–249. DOI:10.1016/S1074-5521(98)90108-9..
2. ↑ MetaHIT - перепись населения в желудочно-кишечном тракте - Deutsche Welle, 02.10.2009
3. ↑ Проект русский Метагеном
4. ↑ Лот МОН РФ по метагеномике