متاژنومیکس
متاژنومیکس چیست؟
متاژنومیکس:
ژنتیک زیست محیطی، ecogenomics یا (ژنومیک جامعه) مطالعه ماده ژنتیکی میکروبی که به طور مستقیم از نمونه های محیطی بدست آمده است. به عبارتی متاژنومیکس Metagenomics به توالی یابی و آنالیز DNA استخراج شده به طور مستقیم از نمونه های محیطی بدون نیاز به کشت ارگانیسم های موجود در نمونه گفته می شود.
تحقیقات متاژنومیک را می توان در مورد محیط های مختلفی مانند بدن موجودات زنده، انواع محیط های حاوی جوامع میکربی مانند غذاهای تخمیری، خاک، فیلوسفر، بستر اقیانوس، آبهای دریاها و چشمه ها، معادن اسیدی و نواحی بسیار شور، نواحی بسیار داغ و … به کار برد و از نتایج آن در تهیه تنوع فیلوژنتیکی و و تنوع متابولیکی و برای فهم نقش بیوشیمیایی میکروارگانیسم های غیر قابل کشت و برهمکنش آنها با دیگر فاکتورهای زیستی و غیر زیستی حیات استفاده کرد. متاژنومیکس
متاژنومیکس
بیش از ۹۹ درصد از پروکاریوت های محیط زیست را نمی توان با استفاده از فناوری های کشت میکروبی موجود، در شرایط آزمایشگاه کشت داد که این موضوع سبب محدودیت در درک فیزیولوژی، ژنتیک و اکولوژی جامعه میکروبی می گردد. راه حل مناسب رفع این مشکل استفاده از دانش و ابزاری جامع به نام متاژنومیکس است که در آن بدون کشت میکروارگانیسم ها، تنوع میکروبی موجود در محیط مورد نظر بررسی می شود.
در این روش DNA کل میکروبی به طور مستقیم از نمونه های زیست محیطی استخراج شده و ارزیابی های ژنتیکی بر روی آن به انجام می رسد. متاژنومیکس
پیشرفت های اخیر در فناوری های توالی یابی از قبیل شات گان، پایروسکونسینگ و روش های محاسباتی و بیوانفورماتیک سبب پیشرفت دانش متاژنومیکس در ارائه دیدگاهی اجمالی از زندگی میکروب های غیر قابل کشت در آزمایشگاه گردیده است. در واقع متاژنومیکس عرصه ای جدید و ترکیب یافته از زیست شناسی مولکولی و ژنتیک است.
تحقیقات متاژنومیکسی با مطالعات نظم آرایی ژن، ژنومیکس عملکردی و بیان ژنها، پروتئومیکس، متابولومیکس و همچنین مطالعات میکروسکوپی ارتباط و همبستگی نزدیک داشته و در حال حاضر بینش صحیحی را در حل مشکلاتی از قبیل تکامل ژنوم و عدم توانایی ما در درک جایگاه ویژه اغلب میکروارگانیسم هایی که نمی توان کشت خالصی از آنها تهیه نمود، ارائه داده است. پروسه متاژنومیکس شامل استخراج DNA ژنومی به طور مستقیم از نمونه های محیطی و آنالیز آنها بر پایه توالی و عملکرد ژنها می باشد.
این فناوری به صورت یک فرایند چند مرحله ای بوده که متکی بر چهار مرحله اصلی می باشد :
۱- جداسازی ماده ژنتیکی کل موجودات زنده میکروسکوپی موجود در محیط مورد مطالعه
۲- انتقال مواد ژنتیکی به ناقلها
۳- ساخت کتابخانه ژنومی
۴- تجزیه و تحلیل مواد ژنتیکی در کتابخانه متاژنومیکس.
اطلاعات بدست آمده از کتابخانه های متاژنومیکسی می تواند نقش بسیار موثری در توسعه جنبه های کاربردی میکروارگانیسم ها در صنعت، کشاورزی، پزشکی و محیط زیست داشته باشد. گستره بهره برداری از اطلاعات فراهم آمده از فناوری متاژنومیکس به گونه ای است که می تواند
در ایجاد تعامل بهتر جامعه انسانی با محیط زیست مورد استفاده قرار گیرد. متاژنومیکس
