En Microbioma lab te ofrecemos una gama de servicios de análisis bioinformáticos que abarcan desde la inferencia de ASVs o agrupamiento de OTUS de genes marcadores (barcodes) como el 16S rRNA, ITS u otro barcode, el perfil taxonómico, el análisis de diversidad alfa y beta, hasta la anotación taxonómica y funcional del metagenoma. Ya seas un investigador, un estudiante o un profesional de la salud, nuestros servicios están diseñados para satisfacer tus necesidades específicas.
Análisis bioinformático de genes marcadores
Éste análisis se enfoca a secuencias de metagenómica del 16S rRNA o ITS, que son los marcadores moleculares más ampliamente utilizados. Sin embargo, en función de los objetivos de la investigación se pueden estudiar otros barcodes y Microbioma lab realiza el análisis bioinformático de cualquier marcador molecular. El análisis bioinformático de la metagenómica de genes marcadores consta principalmente de los siguientes pasos:
Análisis de calidad
Consiste en hacer una valoración de la calidad de las secuencias con base en un parámetro llamado Phred quality score (Qscore) que es el criterio más comúnmente utilizado para evaluar la precisión de una plataforma de secuenciación. La calidad de las secuencias va a afectar los análisis posteriores por lo que es crucial aplicar criterios que eliminen secuencias o nucleótidos de mala calidad de las bases de datos a analizar.
Microbioma lab te entrega un informe del análisis de calidad de las secuencias donde se explica que se realizó en cada paso y se da un diagnóstico de los resultados para que tomes una decisión informada de los pasos a seguir.
Inferencia de ASVs o agrupamiento de OTUs
En un análisis de metagenómica de genes marcadores como por ejemplo el 16S rRNA e ITS se debe establecer la unidad que agrupa a las entidades biológicamente similares que se emplearán para medir la diversidad. Actualmente, las más utilizadas son las OTUs (unidades taxonómicas operativas por sus siglas en inglés) y las ASVs (variantes únicas de amplicón por sus siglas en inglés).
A diferencia de las OTUs que se basan en agrupaciones de secuencias con un umbral de similitud predefinido, las ASVs representan unidades más precisas y específicas, ya que cada ASV se considera una entidad única lo que proporciona una resolución más fina para caracterizar a las comunidades microbianas, sin embargo, por ello se requiere de secuencias con una excelente calidad para no sobreestimar la diversidad.
La selección de cuál entidad biológica utilizar para tu estudio de microbioma, depende del gen marcador utilizado y de la resolución taxonómica que sea necesaria para tu estudio. Microbioma lab te asesora durante el análisis bioinformático para sugerirte cuál es la más adecuada para tus muestras biológicas.
Para hacer la inferencia de ASVs o el agrupamiento de OTUs es necesario hacer un filtrado de calidad, eliminar las quimeras y realizar la desreplicación de las secuencias, en un paso conocido como denoising.
Microbioma lab te entrega un informe de los resultados del denoising realizado donde te explica que se realizó en cada paso y te da un diagnóstico de los resultados con las posibles alternativas a seguir con tus datos biológicos, para que tomes una decisión informada.
Perfil taxonómico y diversidad alfa y beta
Una vez que se tienen las entidades biológicas es necesario asignarles una identidad taxonómica, es decir, un nombre; para ello se utilizan bases de datos de referencia. Es importante utilizar bases de datos actualizadas y adecuadas para el marcador molecular utilizado.
Además de llevar a cabo la asignación taxonómica, realizamos análisis de diversidad tanto alfa como beta. Para la diversidad alfa, empleamos diversas métricas, entre las que se incluyen el índice de Shannon, el índice de Simpson, y otros métodos que consideran tanto la riqueza de especies como la uniformidad en su distribución. En cuanto a la diversidad beta, proporciona información crucial sobre la variabilidad de especies entre distintos hábitats. Para evaluar esta variabilidad, utilizamos índices como el de similitud de Jaccard, el índice de Bray-Curtis y otros métodos que analizan la similitud o diferencia en la presencia y abundancia de especies entre diferentes sitios.
Calendario de cursos de bioinformática del microbioma
| Curso | Fechas | Horario (Ciudad de México) | Modalidad | Más información |
| QIIME 2 para principiantes | Puedes acceder a los videos durante 3 meses | asincrónico | Virtual | Consulta temario |
| QIIME 2 nivel intermedio | 2,9,16 y 23 noviembre 2024 | 9 am a 1 pm | Virtual-Zoom | Consulta temario |
| Workshop 16S rRNA | 22 a 24 de julio 2024 | 10 am a 6 pm | Presencial-Tlaxcala, México | Consulta temario |
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Análisis bioinformático del metagenoma
El metagenoma se refiere a todo el material genético, principalmente ADN, de una comunidad microbiana en un ambiente específico como suelo, agua, plantas, bioaerosoles, tracto digestivo u otro entorno. El estudio del metagenoma por tanto implica la secuenciación masiva y estudio del ADN de todas las comunidades microbianas de ese ambiente y no solo del genoma de un sólo organismo.
El análisis bioinformático del metagenoma, por tratarse de las secuencias de todo el ADN de distintos organismos y no solo de un gen, conlleva pasos diferentes del análisis realizado a genes marcadores y consta de las siguientes etapas principales:
Análisis de calidad
En esta primera etapa se realiza una valoración de la calidad de las secuencias basándonos en el Phred quality score (Qscore) para con base en este parámetro realizar un filtrado y eliminar secuencias de mala calidad. Posteriormente se eliminan los adaptadores de la plataforma de secuenciación y se hacen remociones de lecturas del genoma humano o del genoma de un hospedero (por ejemplo: genoma de planta o genoma de animales) según sea el caso.
Adaptadores: son secuencias de ADN complementarias al ADN que se encuentra en la superficie de la plataforma de secuenciación. Los adaptadores permiten que la secuencia de ADN de estudio se una y fije a la plataforma de secuenciación.
Microbioma lab te entrega un informe de calidad de la secuencias con representaciones gráficas, los archivos del mapeo realizado al genoma humano y/o genoma de referencia, así como los archivos de secuencias a los cuáles se les ha eliminado los adaptadores y realizado el filtrado con base en los resultados de calidad.
Anotación taxonómica
Una vez que se han eliminado secuencias de baja calidad es necesario realizar una asignación taxonómica, es decir, proporcionar un nombre a cada secuencia comparando las lecturas con una base de datos de referencia. Al tratarse de un metagenoma, que incluye el ADN de toda la comunidad microbiana, la anotación taxonómica se realiza de bacterias, arqueas y virus.
Lecturas o reads: es una secuencia de ADN que se ha obtenido mediante secuenciación, ya que durante este proceso se generan millones de fragmentos cortos de ADN y cada uno de estos fragmentos se denomina «read».
Microbioma lab te entrega un informe de la anotación taxonómica basado en lecturas de bacterias, arqueas y virus con representaciones gráficas de la abundancia relativa hasta nivel de especie.
Ensamble de secuencias
Durante la preparación de bibliotecas de metagenoma se realiza una fragmentación del ADN lo que genera secuencias cortas, por lo tanto después de la secuenciación éstas secuencias deben unirse con ayuda de programas bioinformáticos para formar secuencias más largas llamadas contigs. Es como si cortáramos varios hilos de colores en fragmentos de unos centímetros de longitud, por ejemplo 3 cm y luego los uniéramos para formar fragmentos más grandes de 10 cm o más. Éste proceso se llama ensamble de secuencias y se realiza con ensambladores bioinformáticos.
Contig: es una secuencia contigua de ADN que ha sido ensamblada a partir de fragmentos más cortos con el fin de reconstruir una secuencia completa de mayor tamaño y se obtiene mediante el ensamble de secuencias superpuestas.
Microbioma lab te entrega un informe de los resultados del ensamble de secuencias así como los archivos con los contig resultantes.
Anotación funcional
Los contigs que resultan del ensamble de ADN secuenciado son representaciones más completas y precisas de secuencias genómicas de mayor tamaño y son utilizados para la anotación funcional de genes, lo cual se refiere al proceso de asignar funciones biológicas específicas a las secuencias genómicas obtenidas a partir de un metagenoma. Esto se logra comparando las secuencias con bases de datos de referencia de genes y proteínas conocidas para identificar genes homólogos con funciones ya caracterizadas.
Microbioma lab te entrega un informe de los resultados de la anotación funcional y los archivos con las secuencias y las anotaciones funcionales.
Todos nuestros análisis bioinformáticos incluyen una hora de consultoría gratuita para resolver inquietudes respecto al flujo de trabajo realizado durante el análisis de tus datos o la interpretación de alguna de las figuras proporcionadas.
Utilizamos las herramientas de bioinformática actualizadas y reportadas en más del 50% de los artículos de microbioma, para ofrecerte resultados precisos y relevantes.
Valoramos mucho la confidencialidad y seguridad de tus datos, es por ello que te garantizamos que tu información está protegida en todo momento, puedes confiar en Microbioma lab para mantener la privacidad de tus datos.
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| QIIME 2 para principiantes | Puedes acceder a los videos durante 3 meses | asincrónico | Virtual | Consulta temario |
| QIIME 2 nivel intermedio | 2,9,16 y 23 noviembre 2024 | 9 am a 1 pm | Virtual-Zoom | Consulta temario |
| Workshop 16S rRNA | 22 a 24 de julio 2024 | 10 am a 6 pm | Presencial-Tlaxcala, México | Consulta temario |
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