Исследования микробиома в животноводстве с секвенированием гена 16S рРНК: основные аспекты и рекомендации

В последние годы исследования микробиома в животноводстве с применением секвенирования гена 16S рРНК становятся всё более распространёнными: стоимость секвенирования снижается, а биоинформатические инструменты становятся мощнее и удобнее. Сочетание молекулярной биологии, микробиологии, микробной экологии, информатики и биоинформатики с традиционными аспектами исследований в области животноводства может затруднять планирование таких работ из-за необходимости учитывать знания из разных областей. Цель этого обзора — стать отправной точкой для специалистов по животноводству, менее знакомых с секвенированием гена 16S рРНК и анализом полученных данных, а также осветить типичные проблемы, возникающие при планировании исследований микробиома животных — от разработки дизайна до анализа результатов. В обзоре представлены общие сведения о секвенировании гена 16S рРНК, его преимуществах и ограничениях; аспекты планирования эксперимента, включая дизайн исследования, размер выборки, объединение образцов и выбор мест их взятия; лабораторные аспекты, в том числе обработка образцов в полевых условиях, лизис микробных клеток, работа с образцами с низкой микробной биомассой, подготовка библиотек и контроль секвенирования; а также вычислительные аспекты: выявление загрязнений, учёт различий в глубине секвенирования, расчёт показателей разнообразия, таксономическая классификация, анализ дифференциальной представленности и обеспечение доступности данных. Помимо общих рекомендаций, рассмотрены особенности, связанные с видом животного и типом образца.