16S rRNA Amplicon-Sequenzierung

Die 16S-rRNA-Amplicon-Sequenzierungstechnik ist eine Mikrobiomanalyse, bei der mehrere Proben mithilfe von Multiplexing gleichzeitig analysiert werden. Die Ergebnisse dienen der Bestimmung der mikrobiellen Vielfalt auf Gattungs-, Familien-, Ordnungs-, Klassen- und Phylumsebene. In der Regel ist die Auflösung für die Speziesebene zu gering. Die verschiedenen Schritte der bioinformatischen Analyse ermöglichen sowohl die Analyse sämtlicher Probenkombinationen als auch Vergleiche zwischen den Proben. Die Analyse konzentriert sich auf die Qualität der Reads, das Zusammenführen identischer Reads und das Gruppieren von Reads in operationale taxonomische Einheiten (OTU) mit einer Schwelle von 97 %. Diese Schwelle ist vom Schwellenwert für die Klassifizierung von Spezies basierend auf dem Vergleich von 16S-rRNA-Gensequenzen abgeleitet. Die Verteilung von Reads und OTU innerhalb und zwischen den Proben kann zur Schätzung der α- und β-Diversität genutzt werden. Eine Alternative zur OTU-Dereplikation ist der Divisive-Amplicon-Denoising-Algorithmus. Dieser Algorithmus gruppiert Reads nach der statistischen Modellierung und identifiziert die wahrscheinlich zentralste Sequenz. Zwischen den Proben kann das relative Auftreten der taxonomischen Einheiten auf den Ebenen Gattung, Familie, Ordnung, Klasse und Phylum bestimmt werden. Diese Verteilungen können mit Metadaten durch Hauptkomponentenanalyse in Beziehung gesetzt werden.