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中国微生物学会微生物生物安全专业委员会

摘 要:

为了给国内关注微生物生物安全的各界专家、工程技术人员和管理人员提供一个学术研讨和技术交流平台,2011年7月在北京召开了中国微生物学会微生物生物安全专业委员会成立大会暨第一届学术研讨会。专业委员会的成立标志着我国微生物生物安全工作进入了一个崭新的阶段,展示中国微生物生物安全领域所取得的经验和成绩,为促进我国微生物生物安全领域的创新研究和技术改进做出努力并服务于社会。

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微生物危害给人类健康、社会稳定和经济发展的威胁波及全世界各个角落,世界各国政府和组织高度重视,积极制定生物安全的政策和对策,确保国际生物安全。与此同时,国际性或区域性的协会组织对生物安全管理规范的形成和完善发挥了不可或缺的作用,通过积极的努力,签署了一系列的生物安全公约及议定书,共同致力于国际生物安全。为了加强微生物生物安全领域的学术和技术交流,保障安全有效地从事微生物相关的应用和研究工作,各个国家相继成立了生物安全学会,并积极参与国际性和区域性生物安全协会的交流活动。

虽然中国自2004年发生SARS病毒感染事件以来,越来越重视微生物生物安全问题,但迄今为止,中国只有极少的学会组织设有生物安全分会。近年来,国际生物安全学会组织和专家多次表示希望与中国的同行专家通过中国生物安全学会或相关行业协会进行交流,期待对中国微生物生物安全领域深入了解和交流、协作。早在2008年,亚太生物安全协会(A-PBA)年会的主席就曾提议2009年的A-PBA年会在中国召开。但由于中国没有相应的学会组织与其接洽,直到最近一届的A-PBA年会也没能在中国召开。

为了给国内关注微生物生物安全的各界专家、工程技术人员和管理人员提供一个学术研讨和技术交流平台,2011年3月中国科学院微生物研究所生物安全三级实验室在国内生物安全领域专家的倡导下、在中国微生物学会的大力支持下,开始筹备相关申请资料。2011年8月递交申请;2012年4月获得民政部批准(民社登[2012]第6044号);并与同年7月2日在北京召开了中国微生物学会微生物生物安全专业委员会成立大会暨第一届学术研讨会。刘文军研究员担任首届主任委员。专业委员会的成立标志着我国微生物生物安全工作进入了一个崭新的阶段。

本专业委员会的主要职责是以服务政府、行业和企业为根本,团结国内生物安全领域的专家、研究人员、管理人员和工程技术人员,广泛交流和探讨微生物生物安全领域的各项问题;研究、探索生物安全的新技术、新装备以及实现生物安全实验室管理的规范化、标准化;对涉及的生物因子以及研究方案进行审查和风险评估;普及生物安全知识,帮助公众了解微生物生物安全的常识和理念;提高公众的生物安全意识以及应对微生物生物危害的防范和自救能力;开展学术交流和专业培训,帮助微生物生物安全领域从业人员提高专业知识水平和操作技能;提高从业人员的生物安全意识,提供切实有效的安全保护策略;组织、审定和推荐相关学术成果;为政府制定相关的国家标准和应急预案献计献策。同时,微生物生物安全专业委员会还将积极参与领域内的国际交流与合作,吸取国外的先进技术和理念,展示中国微生物生物安全领域所取得的经验和成绩,为促进我国微生物生物安全领域的创新研究和技术改进做出努力并服务于社会。

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微生物组16S rDNA和宏基因组信息分析用软件

摘 要:

在分离和测序细菌核酸之后,需要利用不同的软件从数据中提取有效的信息。16S rRNA分析最常用的工具是开源的QIIME和Mothur。也有商业化的程序包,如Ion 16S Metagenomics Kit等。宏基因组分析比一般的基因组分析需要更多的借助计算机技术,宏基因组分析的常用软件包括HUMAnN2、MetaPath、MEGAN5、Nature Methods等。

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在分离和测序细菌核酸之后,我们需要从数据中提取有效的信息,这并不是一件容易的事儿。微生物组研究者一般有两个选择:16S rDNA测序和宏基因组测序。16S rDNA测序可以展现样本中的微生物种类和丰度,反映微生物多样性的大规模改变。而宏基因组测序可以揭示微生物群体的代谢潜能,帮助人们组装不同微生物的基因组。

一、16S rRNA分析常用软件

16S rRNA分析最常用的工具是开源的QIIME和Mothur。当然市面上也有商业化的程序包,比如Thermo Fisher公司的Ion 16S Metagenomics Kit。这是一个基于网页和云端的免费程序包。过去的微生物组研究主要使用16S rDNA测序。随着测序成本的直线下降,针对整个菌群的宏基因组测序越来越受到青睐,因为这一技术能够提供更全面的基因组和功能信息。

二、宏基因组分析软件

宏基因组研究通常是从环境中收集微生物和病毒样品,然后将这些样本破碎,把它们的基因组DNA降解成片段,最后通过测序仪进行分析。宏基因组分析比一般的基因组分析需要更多的借助计算机技术,因为宏基因组分析处理的是不同基因组的混合物,而不是单纯的同质微生物种群。宏基因组分析产生的数据比一般基因组分析多得多,这是这一研究领域面临的一大挑战。宏基因组分析的常用软件包括:

1HUMAnN2

哈佛大学公共卫生学院的Eric Franzosa为宏基因组数据分析开发了HUMAnN2。第一代HUMAnN主要是根据宏基因组或者宏转录组数据,分析微生物通路在群体中是否存在。也就是说,给HUMAnN提供微生物群落的DNA或RNA序列,它就会告诉你这个群体能够执行什么样的分子功能。HUMAnN2在HUMAnN的基础上进行了拓展,将微生物与特定活性关联起来。

2MetaPath

MetaPath也是一个用于宏基因组数据分析的重要工具。该工具由马里兰大学的副教授Mihai Pop开发,可以根据宏基因组数据分析特定群体在不同条件下的代谢变化。举例来说,Pop的研究团队对胖人和瘦人进行微生物组研究,通过MetaPath鉴定了脂肪酸生物合成通路的差异。

3MEGAN5

MEGAN5也用于MetaGenome ANalyzer,最初是在2007年开发出来,用于识别长毛猛犸象骨中DNA测序研究的微生物污染。MEGAN5是发布的最新版本,除了可以帮助进行分类分析,也可以快速比较多个数据集,区分宏基因组中基因的功能,此外还提供元数据metadata支持和数据可视化的新途径。

4Nature Methods

此外,近期Nature Methods杂志发布了一个名为TruSPADES的强大工具,可以大大提升研究者们测序宏基因组的能力。这种算法能将Illumina测序仪生成的300bp短读取,合并成大约1万bp的基因组片段(Synthetic Long Reads)。

TruSPADES主要是先给100-300bp的短读取装上条码,然后通过de brujin图把这些片段组装起来,生成Synthetic Long Reads。这种低成本的方法可以更好的确定相连片段,获得更长更准确的长测序片段。

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琼脂扩散试验的试验方法、结果判定和注意事项

摘 要:

利用可溶性抗原与抗体在半固体琼脂内进行扩散,若抗原与抗体对应,比例适当,就会出现白色沉淀线,此为阳性反应。琼脂扩散试验可分为单向琼脂扩散试验和双向琼脂扩散试验两类,前者主要用于检测标本中各种免疫球蛋白和血清中各种补体成分的含量,敏感性很高;后者主要是用于检测血清中各种免疫球蛋白、甲胎蛋白、乙肝表面抗原等。缺点是需要时间过长,灵敏度不高。

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利用可溶性抗原与抗体在半固体琼脂内进行扩散,若抗原与抗体对应,并且比例适当,就会出现白色沉淀线,此为阳性反应。琼脂扩散试验可在试管内、平皿中以及玻片上的琼脂中进行。又可分为单向琼脂扩散试验和双向琼脂扩散试验两类。

一、琼脂扩散试验分类

1、单向琼脂扩散试验:是一种常用的定量检测抗原的方法。将适量抗体与琼脂混匀,浇注成板,凝固后,在板上打孔,孔中加入抗原,抗原就会向孔的四周扩散,边扩散边与琼脂中的抗体结合。一定时间后,在两者比例适当处形成白色沉淀环。沉淀环的直径与抗原的浓度成正比。如事先用不同浓度的标准抗原制成标准曲线,则从曲线中可求出标本中抗原的含量。单向琼脂扩散试验主要用于检测标本中各种免疫球蛋白和血清中各种补体成分的含量,敏感性很高。

2、双向琼脂扩散试验:是将半固体琼脂倾注于平皿内或玻片上,待其凝固后,在琼脂板上打孔,将抗原、抗体分别注入小孔内,使两者相互扩散。如果抗原、抗体相互对应,浓度、比例适当,则一定时间后,在抗原、抗体孔之间出现清晰可见的沉淀线。双向琼脂扩散法可用来分析溶液中的多种抗原。一对抗原、抗体系统只能形成一条沉淀线,不同的抗原抗体系统在琼脂中扩散的速度不同,可在琼脂中形成不同的沉淀线。本法主要是用于检测血清中各种免疫球蛋白、甲胎蛋白、乙肝表面抗原等。缺点是需要时间过长,灵敏度不高。

二、琼脂免疫扩散试验方法

材料与试剂

1、琼脂粉

2、平皿

3、打孔器

4、生理盐水或其他缓冲液,可加1/万的硫柳汞或叠氮钠防腐。

操作方法

1、称取一定量的琼脂粉,按1%左右(0.8%~1.5%)的比例加入生理盐水或缓冲液,水浴煮沸融化20min。

2、将融化的琼脂倒入平皿内,使厚度2mm~3mm。自然冷却。

3、根据要求(孔径即孔的直径,孔距即两孔圆心之间的距离,包括两孔的半径)按模板打孔。也可直接用组合打孔器打孔。现在一般多打成梅花形孔图。

4、挑出孔内琼脂,注意不要挑破孔缘。

5、在火焰上缓缓加热,使孔底边缘的琼脂少许熔化,以封底,以免加样后液体从孔底渗漏。

6、以毛细滴管吸取样品加入孔内,注意不要产生气泡,以加满为度。加少了,影响反应程度,加多了,易溢出,也影响反应结果。

7、加毕后,盖上平皿盖,将平皿翻过来,置湿盘中,37℃自由扩散24h~48h。

三、结果判定

1、用以检测抗原或比较抗原差异时,将抗血清置中心孔,将待测抗原或需比较的抗原置于周围相邻孔。若出现沉淀带完全融合,证明为同种抗原;若二者有部分相连,表明二者有共同抗原决定簇;若二条沉淀线相互交叉,说明二者抗原完全不同。

2、用做血清流行病学调查时,将标准抗原置中心孔,周围1、3、5孔加标准阳性血清,2、4、6孔分别加待检血清。待检孔与阳性孔出现的沉淀带完全融合者判为阳性。待检血清无沉淀带或所出现的沉淀带与阳性对照的沉淀带完全交叉者判为阴性。待检孔虽未出现沉淀带,但两阳性孔的沉淀带在接近待检孔时,两端均内向有所弯曲者判弱阳性。若仅一端有所弯曲,另一端仍为直线者,判为可疑,需重检。重检时,可加大检样的量。

检样孔无沉淀带,但两侧阳性孔的沉淀带在接近检样孔时变得模糊、消失,可能为待检血清中抗体浓度过大,致使沉淀带溶解,可将样品稀释后重检。

3、用以检测抗血清的效价时,将抗原置中心孔,抗血清倍比稀释后置周围孔,以出现沉淀带的血清最高稀释倍数为该抗血清的琼扩效价。

四、注意事项

1、不规则的沉淀线可能是加样过满溢出、孔型不规则、边缘开裂、孔底渗漏、孵育时没放水平、扩散时琼脂变干燥、温度过高蛋白质变性或未加防腐剂导致细菌污染等所致。

2、抗原抗体的比例与沉淀带的位置、清晰度有关。如抗原过多,沉淀带向抗体孔偏移和增厚,反之亦然。可用不同稀释度的反应液试验后调节。

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