Metagenomstudien mit Next Generation Sequencing

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In der Auswertung der Ergebnisse zeigte sich, dass sich das neu entdeckte Virus von den vier bekannten Ebolavirus-Arten unterscheidet und selbst zum nächsten Verwandten eine noch zu 32 Prozent abweichende Nukleotidsequenz aufweist. Die neu entdeckte Spezies, die nach der Region des Ausbruchs Bundibugyo-Ebolavirus benannt wurde, ist wahrscheinlich entfernt verwandt mit dem Côte-d‘Ivoire-Ebolavirus. Die starken Unterschiede zwischen den bekannten Spezies deuten auf signifikante Unterschiede hinsichtlich der Antigenität und Pathogenität bei diesen Viren hin. Die Ergebnisse der Studie werden bei der Entwicklung diagnostischer Tests zur Überwachung von hämorrhagischem Fieber und bei der Entwicklung wirksamer Behandlungen gegen diese tödliche Krankheit eine wichtige Rolle spielen.

Metatranskriptomforschung

Die Metagenomforschung erweitert auch unser Verständnis der Regulation der Genexpression in der Umwelt. Die Zunahme der Forschung im Bereich Metatranskriptome ist zu einem Großteil der Möglichkeit zu verdanken, cDNA aus mikrobiellen Lebensgemeinschaften mit dem Genome Sequencer FLX-System sequenzieren zu können. Der Reiz der Metatranskriptomforschung besteht in der Möglichkeit, Reaktionen einer mikrobiellen Lebensgemeinschaft auf Veränderungen der Umweltbedingungen in Echtzeit zu beobachten. Eine neue Studie verwendete Metagenomsequenzierung und Metagenomanalyse zur Erforschung der Genexpression von mikrobiellen Lebensgemeinschaften in oberen Meeresschichten [6]. Erwartungsgemäß wurden Gene gefunden, die bei Photosynthese, Kohlenstofffixierung und Stickstoffaufnahme eine Rolle spielen, also bei Stoffwechselwegen, die bei Mikroorganismen im offenen Meer üblich sind. 50 Prozent der in der Studie gefundenen Gene gehörten jedoch zu Genkategorien, die bisher nicht in Metagenomen gefunden worden waren.

Zusammenfassung

Mit dem Genome Sequencer FLX-System kann ein umfassendes Bild von Metagenom-Proben gewonnen werden. Das Hochdurchsatzsystem kommt ohne Klonierungsschritte aus und liefert lange Leseweiten, die zur Charakterisierung der mikrobiellen Vielfalt und zur funktionellen Analyse mikrobieller Lebensgemeinschaften notwendig sind. Das aktuelle Ansteigen der Anzahl von Studien in diesem Bereich hat zu bahnbrechenden Erkenntnissen über die Lebensräume der Erde, den Menschen als Lebensraum für Mikroorganismen und über Infektionskrankheiten geführt.

Literatur

[1] Zehr et al. (2008) Science 322:1110–1112

[2] Turnbaugh et al. (2009) Nature 457:480–484

[3] Palacios et al. (2008) New Engl J Med 358:991–998

[4] Cox-Foster DL et al. (2007) Science 318:283–287

[5] Towner et al. (2008) PLoS Pathogens 4: e10000212

[6] Frias-Lopez et al. (2008) PNAS 105:3805–3810

*K. Montgomery und T. Jarvie 454 Life Sciences, Branford/CT, USA

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