014 解 DNA 可以幫助我們瞭解細菌嗎?

照片取自: http://wp.me/pXqYk-83

次世代定序技術普及之後,什麼東西都可以拿去解一解序列,好像有了序列之後,生命的秘密就全部解開了。微生物學的確在這項技術出現後有了相當人的進展,但是到底這項技術能怎麼樣幫助我們認識細菌呢?

次世代定序能幫助我們對某一種細菌更瞭解,讓我們能猜這隻細菌會做什麼事。我們可以把能被大量培養的細菌細胞裡的 DNA 萃取出來,把序列都解開。由於過去數十年的各種研究已經累積了很多資料,學術界越來越能根據 DNA 序列來猜這一個基因做出來的蛋白質可以用來做什麼。所以現在只要把解出來的基因序列去資料庫裡比對,看看資料庫裡跟它很像的 DNA 會製造出什麼功能的蛋白質,我們就猜這個未知的基因產物可能可以執行什麼功能。過去一定要培養細菌做了對的生理測試才知道它能做什麼,現在看基因就可以知道它有什麼潛力。不過,缺點是你不知道這個基因會不會好好表現,以及表現出來的蛋白質性能好不好、是不是壞掉的。

次世代定序能幫助我們對環境裡一整個細菌群聚更瞭解,方便我們點名。我們可以用 PCR 放大回收細菌的 16S rDNA,這就像你到一所學校去抄每班每個小朋友姓名,接下來你就有了全校的學生名單。以往的定序技術像手抄,抄一個班級就累死人了。次世代定序讓我們快速得到全校名單,得到的統計資料更精準。例如你想知道的是各姓氏學生的比例,用全校學生算會比用一個班的學生來算要更準。拿到序列後到資料庫裡比對,你就能清楚掌握這個環境裡出現了哪些菌種,以及它們的相對數量。

那我可不可以同時擁有上面談的兩種優點呢? 可以的,只是你需要解開更多的 DNA 序列。環境裡未知的細菌還非常多,定序時的片段又不長,只能看到基因的片段,我們不一定能知道拿到的 DNA 是誰的,但是可以經由序列比對猜出它的功能。於是在把環境裡找到的 DNA 都送去定序後,我們可以看出這個群聚整體來說,會有些什麼樣的能力,以及能力會偏重在哪一方面。

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