Różnica między metagenomiką a metatranscriptomics

The kluczowa różnica między metagenomiką a metatranscriptomics zależy od rodzaju biomolekuł badanych w każdym obszarze. Metagenomika bada DNA, jego sekwencje i jego zachowanie w organizmach, podczas gdy metatranscriptomics bada transkrybowany DNA, głównie sekwencje mRNA i jego zachowanie w organizmach.

Metagenomika i metatranscriptomika to dwie dziedziny, które zyskały dużą popularność na przestrzeni lat w stosunku do społeczności drobnoustrojów. Są ważne w służbie zdrowia, przemyśle i biotechnologii rolnej. Zarówno metagenomika, jak i metatranscriptomics pozwalają na badanie poszczególnych organizmów w społeczności i ich funkcjonalnych ról, które są korzystne lub szkodliwe.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest metagenomika 
3. Co to jest Metatranscriptomics
4. Podobieństwa między metagenomiką a metatranscriptomics
5. Porównanie obok siebie - Metagenomika vs Metatranscriptomics w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie

Co to jest Metagenomics?

Metagenomika to dziedzina badań, która bada kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA). Jest to najbardziej istotne dla społeczności drobnoustrojów. Jest to także bardziej zaawansowana dziedzina w porównaniu z genomiką. W genomice odbywa się analiza DNA poszczególnych organizmów. Metagenomika obejmuje jednak analizę materiału genetycznego w całej społeczności organizmów. Pozwala to zatem na badanie zachowania społeczności organizmów w odniesieniu do jednego stanu lub jednego środowiska.

Ryc. 01: Metagenomika

Główną techniką związaną z badaniami metagenomiki jest sekwencjonowanie nowej generacji (NGS), które wykorzystuje technologię mikromacierzy. Metody NGS mogą analizować wiele organizmów w jednej reakcji pod kątem obecności lub braku określonych sekwencji DNA. Te sekwencje DNA mogą być odpowiedzialne za pojedynczy stan chorobowy lub stan środowiska. W związku z tym, korzystając z wiedzy metagenomicznej, badania przesiewowe organizmów mogą być przeprowadzane łatwo i dokładnie. Sekwencjonowanie podczas NGS odbywa się w krótkich odczytach i profilowanie DNA organizmów. Sekwencja DNA 16s jest popularną sekwencją badaną w metagenomice dotyczącej mikroorganizmów.

Po sekwencjonowaniu społeczności organizmów należy przeprowadzić wyrównanie sekwencji. Narzędzia, takie jak narzędzie Podstawowa lokalna sekwencja wyrównania (BLAST), są używane do wykonania zadania wyrównania. Po wyrównaniu drzewo filogenetyczne przedstawia relacje każdego organizmu w społeczności i szczegóły dotyczące jego zachowania.

Co to jest Metatranscriptomics?

Metatranscriptomics to dziedzina badań zajmująca się transkryptomem organizmu. Transkryptom stanowi całe sekwencje RNA transkrybowane podczas transkrypcji DNA. Sekwencje mRNA obecne w transkryptomie dostarczają informacji na temat ekspresji genetycznej. Metatranscriptomics to analiza wielu transkryptomów w populacjach lub społecznościach.

Rycina 02: Analiza transkryptomu

W badaniach metatranscriptcriptics wykorzystano również technologie mikromacierzy, aby znaleźć sekwencje krótkich sekwencji odczytu. Ponadto metatranscriptomics obejmuje również dokładną analizę bioinformatyczną przy użyciu narzędzi do wyrównywania i metod projektowania drzew. Jednak dziedzina metatranscriptomics jest znacznie trudniejsza w porównaniu do metagenomiki. Ekstrakcja mRNA lub RNA jako całości nie jest tak łatwa, jak się wydaje. Ponieważ RNA jest bardzo podatny na zniszczenie i ma bardzo krótki czas życia, ich konserwacja i przechowywanie może być możliwym pytaniem.

Jakie są podobieństwa między metagenomiką a metatranscriptomics?

• Metagenomika i metatranscriptomika to techniki o wysokiej wydajności do analizy zbiorowisk organizmów, głównie zbiorowisk drobnoustrojowych.
• Obie techniki wykorzystują technologię mikromacierzy do ustalenia wyników.
• Uzyskane wyniki są często analizowane przy użyciu wyrównania BLAST i drzew filogenetycznych.
• Ponadto obie techniki nie koncentrują się na jednym organizmie, ale na organizmach grupowych lub organizmach społecznych.
• Poza tym oba pojęcia są badane głównie w odniesieniu do drobnoustrojów - głównym powodem jest ich różnorodna rola.

Jaka jest różnica między metagenomiką a metatranscriptomics?

Metagenomika i metatranscriptomics obejmują analizę materii genetycznej w społeczności organizmów. Zatem metagenomika dotyczy wzorów i sekwencji DNA, podczas gdy metatranscriptomics odnoszą się do analizy mRNA lub transkrybowanego DNA. Jest to więc kluczowa różnica między metagenomiką a metatranscriptomics.

Ponadto procedura ekstrakcji różni się w obu technikach; metagenomika obejmuje procedury ekstrakcji DNA, a metatranscriptomics obejmuje procedury ekstrakcji RNA. Jest to zatem znacząca różnica między metagenomiką a metatranscriptomics.

Poniższa infografika podsumowuje różnicę między metagenomiką a metatranscriptomics:

Podsumowanie - Metagenomika vs Metatranscriptomics

Metagenomika i metatranskryptomika to nowe dziedziny badań, w których analizuje się społeczność organizmów pod kątem konkretnego stanu. Metagenomika odnosi się zatem do analizy sekwencji DNA. Natomiast metatranscriptomics odnosi się do analizy sekwencji RNA lub transkrybowanych produktów DNA. W związku z tym metatranscriptomics umożliwia identyfikację ekspresji genów w konkretnym przypadku. Oba są ważne w analizie mutacji i ich skutków. Są to szybkie i bardziej niezawodne techniki stosowane w diagnozie z wyprzedzeniem. Jest to zatem podsumowanie różnicy między metagenomiką a metatranscriptomics.

Odniesienie:

1. Aguiar-Pulido, Vanessa, i in. „Metagenomika, metatranscriptomika i metody metabolizmu do analizy mikrobiomów”. Evolutionary Bioinformatics Online, LibertasAcademica, 12 maja 2016 r., Dostępne tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „pcbi.1002808.g001” Autorstwa Phylogeny (CC BY 2.0) za pośrednictwem Flickr
2. „Transcriptome rys. 3” Autor: Danny556 (dyskusja) - self-made (C BY-SA 3.0) przez Flickr