Hvad er 18S rRNA?
18S ribosomalt RNA (18S rRNA) er en komponent i den lille eukaryote ribosomale underenhed (40S), og 40S og 60S udgør eukaryote ribosomer. Som strukturelt RNA for eukaryote ribosomer er 18S rRNA, der er homolog til 16S rRNA hos prokaryoter og mitokondrier, således en af de væsentlige komponenter i alle eukaryote celler. 18S rRNA-gener, der koder for 18S rRNA, anvendes i vid udstrækning til fylogenetisk analyse og screening af biodiversitet i miljøet.
Figur 1. Prokaryotisk 70S ribosom og eukaryotisk 80S ribosom.
18S rRNA som markør for biodiversitetsundersøgelser
18S rRNA-genet er en almindelig molekylær markør for biodiversitetsundersøgelser, da det er meget velkonserveret inden for arterne (ligheder tæt på 100 %) og hjælper med analyser på artsniveau. I lighed med 16S rRNA har 18S rRNA-genet ni variable regioner (V1-V9). Tidligere undersøgelser testede de taksonomiske opløsninger af 18S rRNA-genet på forskellige taksonomiske niveauer (Wu et al. 2015) og kom frem til følgende konklusioner: i. 18S rRNA-sekvenser i fuld længde eller delregioner (omkring V2, V4 og V9) af 18S rRNA-genet er nyttige til diskrimination af prøver på både familie- og ordensniveau; ii. V9 har en højere opløsning på slægtsniveau; iii. V4 er den mest divergerende region i længden, som ville være en markørkandidat til den fylogenetiske undersøgelse af Acartia speicies.
Når vi har opnået 18S rRNA-sekvenser, kan de bruges til taxonomiske opløsninger og diversitetsanalyser i eukaryote samfund. Mens sekventering af 16S rRNA-genet giver indsigt i bakteriel diversitet, kan sekventering af 18S rRNA-genet give indsigt i svampediversitet. Den taksonomiske struktur af prokaryote og eukaryote mikrobielle samfund kan bestemmes ved hjælp af sekventering af 16S- og 18S rRNA-genet. Det er afgørende for at forstå de økologiske nicher, der bidrager til udviklingen af patogener i miljøet.
Hvad er forskellen mellem 18S rRNA og ITS i metagenomisk analyse?
ITS (internal transcribed spacer region) er placeret mellem 18S- og 5,8S rRNA-generne og har en høj grad af sekvensvariation. I lighed med 18S rRNA anvendes ITS ofte i metagenomiske analyser. 18S rRNA anvendes dog hovedsagelig til taksonomiske undersøgelser af svampe med høj opløsning, mens ITS-regionen hovedsagelig anvendes til undersøgelser af svampediversitet som en svampestregkodemarkør. Sammenlignet med 18S er ITS mere variabel og dermed mere egnet som genetisk markør til at måle intraspecifik genetisk diversitet.
Figur 2. Skematisk diagram over de eukaryote rRNA-gener.
Primere til 18S rRNA
Der findes mange tilgængelige primere til 18S rRNA, som vist i tabel 1. Med primere NS1 og NS8 kan vi opnå en større længde end 1 600 bp (den fulde længde af 18S rRNA er ca. 1 800 bp). Alternativt kan 18S rRNA-sekvenser, der er tilgængelige i databaser såsom Silva (https://www.arb-silva.de/) og EukRef (http://eukref.org/), anvendes til primerdesign.
Tabel 1. Primere til 18S rRNA (fra Berkeley University of California).
| Navn | Primersekvens | Tm | |
| NS1 | GTAGTCATATGCTTGTCTCTC | 49 | |
| CNS1 | GAGACAAGCATATGACTACTG | 55 | |
| NS2 | GGCTGCTGCTGGCACCAGACTTGC | 65 | |
| NS3 | GCAAGTCTGGTGCCAGCAGCC | GCAAGTCTGGTGCCAGCAGCC | 65 |
| NS4 | CTTCCCCGTCAATTCCTTTAAG | {62} | |
| NS5 | AACTTAAAGGAATTGACGACGGAAG | 55 | |
| NS6 | GCATCACACAGACCTGTTATTGATTGCCTC | {72} | |
| NS7 | GAGGCAATAACAGGTCTGTGATGGC | {72} | |
| NS8 | TCCGCAGGTTCACCTACGGA | 59 | |
| TW9 | TAAGCCATGCATGTCT | ||
| TW10 | GCGGTAATTCCAGCTCTCC | ||
| TW11 | GGAGTGGAGGGAGCCTCCTGCGGCT | ||
| TW12 | AAGTCGTAACAAGGTTT | 53 | |
| CTW12 | AAACCTTCTTGTTACGACTT | 53 | |
| NS17 | CATGTCTAAGTTAAGTTTAAGCAA | 55 | |
| NS18 | CTCATTCATTCCAATTACAAGACC | 60 | |
| NS19 | CCGGAGAAGGAGAGCCTGAGAAAC | 74 | |
| NS20 | CGTCCCTATTACTATCATTACATTACG | 61 | |
| NS21-ag | GAATAATATAGAGAATAGAGGACG | 50 | |
| NS21-ls | AATATATACACGCTATTGGGGAGCTGG | ||
| NS22 | AATTAAGCAGACACAAATCACT | 57 | |
| NS23 | GACTCAACACACACGGGAAACTC | 64 | |
| NS24 | AAACCTTGTTACGACTTTTA | 58 | |
| NS25 | GTGGTAGGTAATTCTAGAGAGCTAATACT | ||
| CNS25 | ATGTATTAGCTCTAGAGAATTACCAC | ||
| NS26 | CTGCCCTCTATATCAACTTTCGA | ||
| CNS26 | TCGAAAGTTGATAGGGAGCAG | ||
| VANS1 | GTCTAGTATAATCGTTATATACAGG | 57 | |
| MB1 | GGAGTATGGTCGCAAGGCTG | ||
| CMB1 | CAGCCTTTTGCGACCATACACTCC | ||
| MB2 | GTGAGTTTTTCCCCGCGTGTTGAG | 57 | |
| Basid 1 | TTGCTACTACATGGATAACTACTGTG | 49 | |
| Basid 2 | CTGTTAAGAGAGACTACAACGG | ||
| Basid 3 | AGAGAGTGTTCTTCAAAGCAGGC | ||
| Basid 4 | CTCACACTAAGCCATTCAATCGG | ||
| NS1.5R | TCTAGAGAGCTAATACATACATGC(T/C)G | 52 | |
| NS2.8R | GGCCCTCAAATCTAAGGATT | 53 | |
| CNS2.8R | AATTTGGCGCGCCTGCTGCTGCAA | 57 | |
| NS3.2R | CGTATATTAAAATTGTTGAC | 45 | |
| CNS3.3R | GACTACGAGAGCTTTTTAACGT | 51 | |
| CNS3.5R | TTTCGCAGCAGTAGTTTGTGTCTTA | 49 | |
| NS3.6R | CAAACTACTGCGAAAGCATC | 53 | |
| CNS3.6R | AATGAAGAGTCATCCTTTTGGCAG | 53 |
CD Genomics står klar til at levere pålidelige 18S karakteriseringstjenester, herunder 16S/18S/ITS amplicon-sekventering ved NGS og 16S/18S/ITS-sekventering i fuld længde ved hjælp af PacBio SMRT-teknologi. Kontakt venligst vores forskere for mere detaljerede oplysninger.
- Berkeley university of California (https://nature.berkeley.edu/brunslab/tour/primers.html#18s)
- Buse H Y, Lu J, Lu J, Lu X, et al. Mikrobielle diversificeringer (16S og 18S rRNA gen pyrosequencing) og miljøpatogener inden for drikkevandsbiofilm dyrket på de fælles forudsætninger VVS-materialer uplasticized polyvinylchlorid og kobber. FEMS microbiology ecology, 2014, 88(2): 280-295.
- Wu S, Xiong J, Yu Y. Taxonomiske opløsninger baseret på 18S rRNA-generne: en casestudie af underklassen copepoda. PloS one, 2015, 10(6): e010131498.