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