متاژنومیکس چیست: تصور کن رازهای جهان میکروسکوپی را که در قطره‌ای از آب دریا یا مقدار کمی خاک یا حتی روده‌ی ما وجود دارد را کشف کنی
جهانی متشکل از میکروارگانیسم‌های بیشمار که نقش حیاتی دارند.
این جهان شگفت انگیز متاژنومیکس است.
سلام به همگی، من اسکار هستم و به اولین قسمت از سری جدید bite-sized bioinformatics خوش آمدید.
در این سری، قرار است به تلاقی جالب زیست‌شناسی و علوم کامپیوتر سفر کنیم که رشته‌ی بیوانفورماتیک را تشکیل می‌دهند.
امروز همه چیز را با حوزه‌ی جذاب متاژنومیکس شروع می‌کنیم.
به‌طور مرسوم، میکروبیولوژیست‌ها تنها می‌توانند بر روی میکروارگانیسم‌هایی تحقیق کنند که در پتری دیش در محیط آزمایشگاهی رشد می‌کنند اما این تنها جزئی از دنیای گسترده‌ی میکروب‌هاست.
انگار که سعی کنی کل اکوسیستم کره‌ی زمین را با مطالعه‌ی تنها یک پارک درک کنی!
ما چیزهای زیادی را نادیده می‌گرفتیم و ژنومیکس همه چیز را تغییر داد.
این تکنیک انقلابی باعث رفع محدودیت‌ها در مطالعات آزمایشگاهی می‌شود
با مطالعه‌ی DNA تمام ارگانیسم‌ها بطور مستقیم از نمونه‌های محیطی.
عملکرد آن به این گونه است
همه چیز را با جمع‌آوری نمونه از محیط زیست مورد نظر شروع می‌کنیم:
این می‌تواند نمونه خاک جنگل‌های بارانی آمازون
یا نمونه آب دریا از گودال ماریانا
یا نمونه‌ی سواب از روده‌ی انسان باشد
بعد DNAنمونه‌ها را استخراج می‌کنیم.
این ترکیبی از ماده‌ی ژنتیکی ارگانیسم‌های مختلف حاضر در نمونه را به ما می‌دهد.
ما این DNA را توسط تکنولوژی پیشرفته توالی‌یابی می‌کنیم.
از ۲ روش توالی یابی اصلی در متاژنومیکس استفاده می‌شود:
ما روش توالی‌یابی “شات گان” را داریم که دیدی جامع از کل کل ژن‌های موجود در کل ارگانیسم‌های حاضر در نمونه به ما می‌دهد.
این مثل این است که از یک دید افقی به کل اجتماعات میکروبی نگاه کنی.
روش دیگر بر روی ژن خاصی به نام ژن ۱۶s rRNA متمرکز است که در باکتری‌ها و آرکی‌ها یافت می‌شود.
این ژن برای شناسایی و مقایسه‌ی باکتری‌ها عالی است زیرا سرعت تغییرات ژنتیکی (موتاسیون و نوترکیبی) در این ژن نه خیلی بالا و نه خیلی پایین است.
نهایتا از الگوریتم‌های کامپیوتری قوی برای تحلیل این داده‌ها استفاده می‌کنیم.
آگهی های آزمایشگاهی
چند روش برای تحلیل این داده‌ها وجود دارد:
پروفایل سازی تاکسونومیک به ما می‌فهماند چه میکروارگانیسم‌هایی در نمونه وجود دارد و پروفایل سازی عملکردی فراوانی‌های نسبی آنها به ما کمک می‌کنند توانایی‌های این میکروارگانیسم‌ها را درک کنیم.
این می‌تواند به ما بفهماند بطور مثال آیا این میکروارگانیسم‌ها می‌توانند مواد خاصی را تجزیه کنند یا ترکیبات خاصی را تولید کنند.
متاژنومیکس مقایسه‌ای امکان مقایسه‌ی نمونه‌های مختلف را با یکدیگر به ما می‌دهد:
بطور مثال مقایسه‌ی میکروبیوم روده‌ی افراد سالم با افرادی که به بیماری‌های خاص مبتلا هستند.
متاژنومیکس فهم ما را نسبت به جهان میکروبی در پزشکی متحول کرده است و به ما کمک می‌کند از رازهای مربوط به میکروبیوم انسان و تاثیر آن بر سلامتی و بیماری پرده‌برداری کنیم.
علوم زیست محیطی به منظور کنترل کردن سلامتی اکوسیستم‌ها و ردیابی تغییرات درطول زمان در حال استفاده هستند
این به ما فهم بهتری از گوناگونی زیستی و حفاظت از آن می‌دهد.
در کشاورزی، متاژنومیکس به ما درکی از میزان سلامتی خاک و میزان مقاومت نسبت به بیماری می‌دهد که می‌تواند منجر به کشاورزی پایدارتر می‌شود و قسمت هیجان انگیزتر این است که کمک می‌کند ژن‌ها و ارگانیسم‌های کاملا جدیدی را کشف کنیم.
این باعث گسترش افق دانایی‌های ما می‌شود.
خب این پایان اولین قسمت است
امیدوارم که لذت برده باشید.
لینک ویدیو: https://youtu.be/8W6oRKBYxn0
