Sample to Insight workflow
Mikroorganismen und Mikrobiom

„Sample to Insight“-Workflow

Erstellen Sie Ihren kompletten Workflow für die Mikrobiomforschung

In der Mikrobiomforschung müssen Proben unterschiedlicher Herkunft analysiert werden, die sehr verschieden und oftmals stark kontaminiert sind. Daher kann es schwierig sein, zuverlässige und vertrauenswürdige Ergebnisse zu erhalten. Damit Sie die bestmöglichen Erkenntnisse über Ihre Mikrobiomprobe erlangen oder spezifische mikrobielle Ziele in Ihrer Probe nachweisen können, haben wir einen umfassenden Workflow entwickelt. Von Probenaufschluss und Nukleinsäurepräparation bis zur Sequenzanalyse mittels NGS oder Quantifizierung mittels digitaler PCR – erkunden Sie die nachstehenden Abschnitte und finden Sie eine geeignete Lösung für jeden Schritt des Mikrobiom-Workflows.

Unser Team hilft Ihnen gerne weiter
Sprechen Sie uns gerne an, wenn Sie Fragen zum Workflow und zu unseren Produkten haben.

Bei der Entnahme einer Stuhlprobe reagieren die darin enthaltenen Nukleinsäuren und Mikroorganismen auf jede Variation des Sauerstoff- oder Wassergehalts oder der Temperatur. In Kombination mit einer übermäßig langen Lagerungsdauer vor der Nukleinsäureextraktion kann dies zum Anstieg und Abfall des Anteils bestimmter Spezies und zu einer Änderung der mikrobiellen Zusammensetzung führen.

Um möglichst genaue Erkenntnisse über Ihre Probe zu gewinnen, ist die Stabilisierung der Mikroorganismen und ihrer Nukleinsäuren daher ein wesentlicher Schritt. Unsere Lösungen zum Schutz der DNA/RNA halten Ihre Proben intakt und bewahren die mikrobielle Integrität.

Entdecken Sie Produkte zur Stabilisierung von Mikrobiomproben

Powerlyzer_Tissuelyzer_II

Mikrobielle Proben enthalten oftmals komplexe Mischungen aus Mikroorganismen, ihren stabilen Zellwänden und Stoffwechselprodukten sowie anderen biotischen und abiotischen Molekülen. All diese Komponenten können verschiedene extrazelluläre Polymere sein und sind damit hoch divers. Diese Komplexität und Stabilität machen die Lyse mikrobieller Proben zu einer gewissen Herausforderung.

Um einen effizienten Aufschluss zu gewährleisten, ist eine mechanische Homogenisierung unabdingbar. Sie verhindert das Einbringen systematischer Messabweichungen in den Analyse-Workflow.

Mikrobielle Proben in 96-Well-Platten

Wie lassen sich schwierige Proben in einer 96-Well-Platte lysieren? Wie sollten überschüssige Beads entfernt und Platten versiegelt werden, um Leckagen und Kreuzkontaminationen zu vermeiden? Sehen Sie sich das Video an und finden Sie es heraus.

PowerBead Pro-Platten sind Teil der neuen Pro Kit-Technologie von QIAGEN. Mit einem verbesserten Bead-Beating-Prozess für den TissueLyser II bieten sie eine effiziente Hochdurchsatz-Methode zur Lyse von Bakterien und Pilzen. Sie eignen sich für die Isolierung von mikrobieller genomischer DNA aus allen Boden- und Stuhltypen und sind im DNeasy 96 PowerSoil Pro Kit enthalten.

Entdecken Sie Aufschluss- und Homogenisierungsprodukte für den Aufschluss von Mikrobiomproben

Human biomedical research

Proben aus verschiedenen Quellen bringen einzigartige Herausforderungen mit sich, die auf ihre spezifische physikalische, chemische und mikrobielle Komposition sowie die enthaltenen Substanzen zurückzuführen sind. Aus diesem Grund sind unsere Kits zur Probenvorbereitung für die humanbiomedizinische Forschung für bestimmte Probentypen wie Darmgewebe, Stuhl, Abstriche und andere optimiert.

Darüber hinaus werden Inhibitoren während der Aufreinigung durch die patentierte Inhibitor Removal Technology® (IRT) entfernt. Das Ergebnis ist eine hohe Ausbeute an reinen Nukleinsäuren, die auch in anspruchsvollen nachgelagerten Anwendungen genutzt werden können.

Vorbereitung humanbiomedizinischer Proben – Highlights

Entdecken Sie Produkte zur Vorbereitung mikrobieller Humanproben

Sample preparation ENV AGR

Proben aus der Umwelt enthalten häufig komplexe Mischungen aus anorganischen und organischen Materialien wie Pflanzenmaterial, Insekten, Tierkot oder Mikroorganismen. Dies macht es außerordentlich schwierig, mikrobielle Umweltproben zu lysieren und zu bearbeiten.

Um zuverlässige Erkenntnisse zu gewinnen, sind unsere Probenvorbereitungskits für die Umwelt- und Agrarforschung für spezifische Probentypen wie Boden, Biofilm, (Ab)Wasser, Pflanzen und weitere optimiert.

Darüber hinaus werden Inhibitoren während der Aufreinigung durch die patentierte Inhibitor Removal Technology® (IRT) entfernt. Das Ergebnis ist eine hohe Ausbeute an reinen Nukleinsäuren, die auch in anspruchsvollen nachgelagerten Anwendungen genutzt werden können.

Vorbereitung von Umwelt- und Agrarproben – Highlights

Entdecken Sie Produkte für die Vorbereitung von Mikrobiomproben für die Umwelt- und Agrarforschung

Weniger manuelle Arbeitszeit dank automatisierter Probenvorbereitungssysteme

Die Probenvorbereitung ist ein wesentlicher Faktor für den Erfolg Ihres Mikrobiom-Workflows und dessen Reproduzierbarkeit. Wenn verschiedene Anwenderinnen und Anwender Nukleinsäuren aus Proben extrahieren, wächst die Wahrscheinlichkeit von Fehlern durch zahlreiche manuelle Interventionen. Dadurch kann es zu Variationen bei der Nukleinsäurequalität durch Abbau, Konzentration oder das Vorhandensein von Kontaminationen kommen, die Ihre Ergebnisse beeinträchtigen. Eine Möglichkeit, die Reproduzierbarkeit zu gewährleisten, ist daher die Automatisierung der Extraktion von Nukleinsäuren. Erfahren Sie mehr über die automatisierten Lösungen von QIAGEN für eine standardisierte und zuverlässige Probenvorbereitung.
Service für die DNA-Isolierung aus jeder Art von Probe
Von der Extraktion und Quantifizierung bis hin zu NGS und Analyse, unter Einsatz modernster Technologien.
Detektieren, identifizieren und quantifizieren Sie mikrobielle Ziele, Antibiotikaresistenz- oder Virulenzgene mit dPCR, qPCR oder NGS.

Gesamtgenom- und gezielte Sequenzanalyse mit Next Generation Sequencing

NGS analysis

Mit Next Generation Sequencing (NGS) ist es möglich, gleichzeitig tausende von Spezies innerhalb einer mikrobiellen Gemeinschaft zu analysieren. Damit hat das NGS die Art und Weise, wie wir das menschliche und das Umwelt-Mikrobiom untersuchen, komplett revolutioniert.

Die Auswahl der Reagenzien und Primer spielt eine große Rolle bei der Erstellung designierter NGS-Bibliotheken, um systematische Messabweichungen zu minimieren und die Lesetiefe zu maximieren. Um eine gleichmäßige Abdeckung und hohe Read-Qualität zu erreichen, bietet wir verschiedene Kits für die unterschiedlichsten Amplifikations- und Sequenzierungsbedingungen an.

NGS für Nachweis und Charakterisierung von Mikrobiomen und Mikroorganismen – Highlights

Entdecken Sie NGS-Produkte für die Mikrobiomforschung

Microbiome Profiling Service für anspruchsvolle Proben
Next Generation Sequencing und Analyse der 16S/ITS-Region mit Hilfe modernster Technologien.

Nachweis und Quantifizierung von Mikroorganismen mit digitaler PCR

Wenn mikrobielle Ziele in niedrigen Konzentrationen und in anspruchsvollen Proben enthalten sind, hat dies bisher ihre spezifische Detektion und Überwachung verhindert. Hier kommt die digitale PCR zum Einsatz:
Mit Ihrer hohen Präzision und Sensitivität ermöglicht sie nicht nur die Identifizierung eines breiten Spektrums an mikrobiellen Zielen wie Bakterien-, Pilz-, Parasiten-, Virus-, Antibiotikaresistenz- und Virulenzfaktorgenen aus verschiedensten Proben. Darüber hinaus erlaubt dPCR auch eine absolute Quantifizierung von Zielen, ohne dass Standardkurven benötigt werden.

Das neue dPCR Microbial DNA Detection Assay Portfolio:

  • Identifiziert > 680 Ziele
  • Kombiniert den Nachweis mikrobieller DNA und viraler RNA in einer Reaktion
  • Weist bis zu fünf Ziele pro Reaktion nach
  • Folgt einem einfachen und schnellen dPCR-Workflow in etwa zwei Stunden
QIAstat-Dx, QIAcuity, syndromic testing, digital PCR, dPCR, scan cartridge, Labworker handling the instrument, touch display, Julian Phillips, Amit Singh, Chaimae Safi, mask, wearing masks, labcoat
ADNA, PCR plate, qPCR, adding DNA the colored MasterMix is turning from blue to green, visual control of correct pipetting, cat. no. 208054 QuantiNova SYBR Green PCR Kits (500), cat. no.208254 QuantiNova Probe PCR Kits (500) 05/2013, (PCR, Spin/Tube/Plate, Photography, Applications DNA (ADNA))

Spezifischer und sensitiver Nachweis von Mikroorganismen mit Real-time PCR

Beim Einsatz der Real-time PCR für die Identifizierung und das Profiling von Mikroorganismen sind zwei Elemente entscheidend: Sensitivität und Spezifität. Diese setzen einheitliche PCR-Effizienz und Amplifikationsbedingungen voraus. Unsere experimentell verifizierten qPCR-Assays für mikrobielle DNA ermöglichen Ihnen den Nachweis von Mikroorganismenspezies, Virulenzgenen oder Antibiotikaresistenzgenen mit einem einfachen qPCR-Workflow. Darüber hinaus können benutzerdefinierte Arrays zur Auswertung spezifischer Ziele von Interesse entwickelt werden.

Think outside the box
Komplexe mikrobielle Genomdaten verstehen

Nur mit gut strukturierten und eindeutigen Daten können Sie verstehen, was vor sich geht, und entsprechende Maßnahmen ergreifen. Das Volumen
und die Komplexität der Daten können jedoch überwältigend sein.

Aus diesem Grund gibt es QIAGEN CLC Genomics Workbench Premium, eine einfache und intuitive Bioinformatik-Plattform. Sie bietet verschiedene Tools und individuell anpassbare Workflows, um Ihnen den Sprung von Big Data zur Charakterisierung der Sie interessierenden Mikroorganismen zu erleichtern.

Entdecken Sie digitale Erkenntnisse für die Mikrobiomanalyse

Häufig gestellte Fragen zu Methoden der Mikrobiomforschung

Was versteht man unter 16S und ITS rRNA-Sequenzierung?

Die gängigste Methode zur Erstellung von Profilen mikrobieller Gemeinschaften ist die Sequenzierung des 16S ribosomalen RNA-Gens (rRNA) und der Internal Transcribed Spacer (ITS)-Regionen für Bakterien bzw. Pilze. Aufgrund ihrer universellen Verbreitung und ihres konservierten Charakters sind die 16S rRNA- und ITS-Gene gut etablierte genetische Marker, die zur Identifizierung und Klassifizierung von Bakterien und Pilzen genutzt werden.

Das 16S-rRNA-Gen umfasst sowohl äußerst konservierte als auch hypervariable Regionen. Die konservierten Regionen dienen als Primer-Bindungsstellen für die PCR-Amplifikation der variablen Regionen, und die variablen Regionen enthalten Sequenzen, die zur bakteriellen Identifizierung und Klassifizierung verwendet werden können.

Was versteht man unter metagenomischer Shotgun-Sequenzierung?

Im Gegensatz zur 16S rRNA- und ITS-Sequenzierung erfasst die metagenomische Shotgun-Sequenzierung das gesamte Genom aller in einer Probe vorhandenen Organismen.

Die metagenomische Shotgun-Sequenzierung erfasst die gesamten genetischen Informationen einer Probe; daher können die Daten für verschiedene Analysen genutzt werden, z. B. für die metagenomische Assemblierung und das Binning, die Erstellung von Stoffwechsel-Funktionsprofilen und die Erstellung von Genprofilen die Aufschluss über eine mögliche Antibiotikaresistenz geben.

Was ist Metatranskriptomik?

Die Metatranskriptomik untersucht das gesamte Genexpressionsprofil mikrobieller Gemeinschaften in natürlichen Lebensräumen. Sie ermöglicht die Quantifizierung der Genexpression und die Erfassung von deren Veränderungen als Reaktion auf verschiedene Bedingungen, z. B. die physiologischen und pathologischen Bedingungen in einem Organismus.