metagenomiske

Metagenomikk er studiet av genetisk materiale som hentes direkte fra miljøprøver, med mål om å beskrive sammensetningen og funksjonen til hele mikrobiell samfunn uten å dyrke organismene i laboratoriet. Metoden gjør det mulig å undersøke både kjente og ukjente mikrober og å kartlegge hvordan deres gener bidrar til økosystemprosesser.

Metodisk bygger metagenomikk på høytytende sekvensering og kulturbaserte begrensninger. Tidligere tilnærminger fokuserte på amplicon-sekvensering av 16S rRNA-genet for å identifisere arter, mens shotgun metagenomikk sekvensierer hele miljøets DNA og gir informasjon om både taxonomi og funksjon.

Prinsippene omfatter prøvetaking, DNA- eller RNA-ekstraksjon, sekvensering, samt avanserte bioinformatiske analyser. Dette inkluderer metagenom-assembly og identifikasjon av metagenom-assembled genomes (MAGs), annotering av gener og metabolske veier, og ofte sammenstilling av data i økologiske og miljømessige sammenhenger.

Anvendelser av metagenomikk er brede: studier av menneskets mikrobiom og helse, jord- og havmiljøer, innsjøer og avløpsvann, samt bioremediering og industriell bioteknologi. Metagenomiske data brukes også i oppdagelsen av nye enzymer, biosensorer og antibiotikaresistensgener.

Utfordringer inkluderer bias i prøvetaking og DNA-ekstraksjon, kontaminering, håndtering av enorme datamengder og behov for robuste analysemetoder. Tolkning av funn krever standarder og reproduserbarhet, og metagenomikk må balanseres mot personvern- og etiske hensyn ved studier av menneskekroppen og miljødata.