Mi a 18S rRNS?
A 18S riboszomális RNS (18S rRNS) a kis eukarióta riboszomális alegység (40S) egyik összetevője, a 40S és 60S pedig az eukarióta riboszómákat alkotja. Az eukarióta riboszómák szerkezeti RNS-eként a 18S rRNS, a prokarióták és a mitokondriumok 16S rRNS-ének homológja, így minden eukarióta sejt egyik alapvető összetevője. A 18S rRNS-t kódoló 18S rRNS-géneket széles körben használják a filogenetikai elemzésben és a környezeti biodiverzitás szűrésében.
1. ábra. Prokarióta 70S riboszóma és eukarióta 80S riboszóma.
A 18S rRNS mint a biológiai sokféleség vizsgálatának markere
A 18S rRNS gén a biológiai sokféleség vizsgálatának gyakori molekuláris markere, mivel a fajon belüli konzerváltsága magas (közel 100%-os hasonlóság) és segíti a fajszintű elemzéseket. A 16S rRNS-hez hasonlóan a 18S rRNS gén kilenc változó régióval rendelkezik (V1-V9). A 18S rRNS gén taxonómiai felbontását különböző taxonómiai szinteken vizsgáló korábbi tanulmányok (Wu et al. 2015) a következő következtetésekre jutottak: i. a 18S rRNS gén teljes hosszúságú 18S rRNS szekvenciái vagy részleges régiói (V2, V4 és V9 körül) hasznosak a minták megkülönböztetésében mind a család, mind a rend szintjén; ii. a V9 nagyobb felbontással rendelkezik a nemzetségek szintjén; iii. A V4 a legdivergensebb hosszúságú régió, amely markerjelölt lenne az Acartia fajok filogenetikai vizsgálatához.
Mihelyt 18S rRNS-szekvenciákat kaptunk, ezek felhasználhatók az eukarióta közösségek taxonómiai felbontására és diverzitáselemzésére. Míg a 16S rRNS gén szekvenálása betekintést nyújt a bakteriális diverzitásba, addig a 18S rRNS gén szekvenálása betekintést nyújthat a gombák diverzitásába. A prokarióta és eukarióta mikrobiális közösségek taxonómiai szerkezete 16S és 18S rRNS génszekvenálással meghatározható. Ez kulcsfontosságú a környezeti kórokozók kialakulásához hozzájáruló ökológiai rések megértéséhez.
Mi a különbség a 18S rRNS és az ITS között a metagenomikai elemzésben?
AzITS (belső átírt spacer régió) a 18S és az 5,8S rRNS gének között helyezkedik el, és nagyfokú szekvencia-variációval rendelkezik. A 18S rRNS-hez hasonlóan az ITS-t is gyakran használják a metagenomikai elemzésben. A 18S rRNS-t azonban elsősorban a gombák nagy felbontású taxonómiai vizsgálataihoz használják, míg az ITS régiót elsősorban gombadiverzitás-vizsgálatokhoz használják gombák vonalkódjelzőjeként. A 18S-hez képest az ITS variábilisabb, és ezáltal alkalmasabb genetikai markerként a fajon belüli genetikai diverzitás mérésére.
2. ábra. Az eukarióta rRNS gének sematikus ábrája.
Primerek a 18S rRNS-hez
A 18S rRNS-hez számos primer áll rendelkezésre, amint azt az 1. táblázat mutatja. Az NS1 és NS8 primerekkel 1600 bp-nél nagyobb hosszúságot kaphatunk (a 18S rRNS teljes hossza körülbelül 1800 bp). Alternatívaként az olyan adatbázisokban, mint a Silva (https://www.arb-silva.de/) és az EukRef (http://eukref.org/) elérhető 18S rRNS-szekvenciák is felhasználhatók a primerek tervezéséhez.
1. táblázat. Primerek a 18S rRNS-hez (a kaliforniai Berkeley egyetemtől).
| Név | Primer szekvencia | Tm | |
| NS1 | GTAGTCATATGCTTGTCTCTC | 49 | |
| CNS1 | GAGACAAGCATATGACTACTG | 55 | |
| NS2 | GGCTGCTGGCACCAGACTTGC | 65 | |
| NS3 | GCAAGTCTGGTGCCAGCAGCAGCC | 65 | |
| NS4 | CTTCCGTCAATTCCTTTAAG | {62} | |
| NS5 | AACTTAAAGGAATTGACGGAAG | 55 | |
| NS6 | GCATCACAGACCTGTTATTGCCTC | {72} | |
| NS7 | GAGGCAATAACAGGTCTGTGATGC | {72} | |
| NS8 | NS8 | TCCGCAGGTTCACCTACGGA | 59 |
| TW9 | TAAGCCATGCATGTCT | ||
| TW10 | GCGGTAATTCCAGCTCTCC | ||
| TW11 | GGAGTGGAGCCTGCGGCT | ||
| TW12 | AAGTCGTAACAAGGTTT | 53 | |
| CTW12 | AAACCTTGTTACGACTT | 53 | |
| NS17 | CATGTCTAAGTTTAAGCAA | 55 | |
| NS18 | CTCATTCCAATTACAAGACCAAGACC | 60 | |
| NS19 | CCGGAGAAGGAGGAGCCTGAGAAAC | 74 | |
| NS20 | CGTCCCTATTAATCATTACATTACATTACG | 61 | |
| NS21-ag | GAATAATAGAATAGGACG | 50 | |
| NS21-ls | AATATACGCTATTGGAGAGCTGG | ||
| NS22 | AATTAAGCAGACACAAATCACT | 57 | |
| NS23 | GACTCAACACACGGGAAACTC | 64 | |
| NS24 | AAACCTTGTTACGACTTTTA | 58 | |
| NS25 | GTGGTAATTCTAGAGAGAGCTAATACT | ||
| CNS25 | ATGTATTAGCTCTAGAAGAATTACCAC | ||
| NS26 | CTGCCCTATCAACTTTCGA | ||
| CNS26 | TCGAAAGTTGATAGGGCAG | ||
| VANS1 | GTCTAGTATAATCGTTATACAGG | 57 | |
| MB1 | GGAGTATGGTCGCAAGGCTG | ||
| CMB1 | CAGCCTTGCCGACCATACTCC | ||
| MB2 | GTGAGTTTCCCCGTGTTGTTGAG | 57 | |
| Basid 1 | TTGCTACATCATGGATAACTGTG | 49 | |
| Basid 2 | CTGTTAAGTAAGACTACACAACGG | ||
| Basid 3 | AGAGAGTGTTCAAAGCAGGC | ||
| Basid 4 | CTCACTAAGCCATTCAATCGG | ||
| NS1.5R | TCTAGAGAGCTAATACATCATGC(T/C)G | 52 | |
| NS2.8R | GGCCCTCAAATCTAAGGATT | 53 | |
| CNS2.8R | AATTTGCGCGCCTGCTGCTGCAA | 57 | |
| NS3.2R | CGTATATTAAAATTGTTGAC | 45 | |
| CNS3.3R | GACTACGAGCTTTTTAACGT | 51 | |
| CNS3.5R | TTTCGCAGTAGTTTGTCTTA | 49 | |
| NS3.6R | CAAACTACTGCGAAAGCATC | 53 | |
| CNS3.6R | AATGAAGTCATCCCCTTGGCAG | 53 |
ACD Genomics készen áll megbízható 18S jellemzési szolgáltatások nyújtására, beleértve a 16S/18S/ITS amplikon szekvenálást NGS és a teljes hosszúságú 16S/18S/ITS szekvenálást PacBio SMRT technológiával. Kérjük, részletesebb információért lépjen kapcsolatba tudósainkkal.
- Berkeley University of California (https://nature.berkeley.edu/brunslab/tour/primers.html#18s)
- Buse H Y, Lu J, Lu X, et al. Microbial diversities (16S and 18S rRNS gene pyrosequencing) and environmental pathogens within drinking water biofilms grown on the common premise plasticized plasticized polyvinylchloride and copper. FEMS microbiology ecology, 2014, 88(2): 280-295.
- Wu S, Xiong J, Yu Y. Taxonómiai felbontások 18S rRNS gének alapján: a copepoda alosztály esettanulmánya. PloS one, 2015, 10(6): e0131498.