Next-Gen Sequencing 103: การวิเคราะห์ข้อมูลนิเวศวิทยาจุลินทรีย์สำหรับข้อมูลลำดับเบสจากเทคโนโลยีเอ็นจีเอส

          การศึกษาจุลินทรีย์ทั้งหมดที่มีอยู่ในหนึ่งชุมชีพ (community) หรือในตัวอย่างที่มีอยู่ตามธรรมชาตินั้น สามารถทำได้โดยวิธีการสกัดดีเอ็นเอออกมาจากตัวอย่างในชุมชีพที่ต้องการศึกษาโดยตรง ไม่ต้องทำการเพาะเลี้ยงเชื้อจุลินทรีย์ การศึกษาลักษณะแบบนี้เรียกว่า การทำเมตาจีโนมิกส์ การทำเมตาจีโนมิกส์นั้นจะครอบคลุมไปจนถึงการศึกษาจุลินทรีย์ที่ไม่สามารถเพาะเลี้ยงได้ (uncultivable microbes) ซึ่งพบว่าตัวอย่างจุลินทรีย์ตามธรรมชาติทั้งหมดนั้นจะมีมากถึงร้อยละ 99 กระบวนการทำเมตาจีโนมิกส์จะเริ่มตั้งแต่ การสกัดดีเอ็นเอจากตัวอย่างในสิ่งแวดล้อมนั้นๆ จากนั้นจะมีการเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอและการถอดรหัสพันธุกรรมด้วยวิธีการหรือเครื่องมือที่มีความแตกต่างกัน ไปจนถึงการวิเคราะห์เพื่อหาความสัมพันธ์ของกลุ่มประชากร และวิเคราะห์ถึงองค์ประกอบในความหลากหลายของระบบนิเวศนั้นๆ โดยประโยชน์ที่ได้จากการศึกษาเมตาจีโนมิกส์ สามารถประยุกต์ในงานทางด้านการแพทย์ พลังงานจากเชื้อจุลินทรีย์ (Biofuel) การทำงานด้าน Biotechnology การเกษตร และผลหรือความสามารถของเชื้อจุลินทรีย์ในสิ่งแวดล้อม การทำเมตาจีโนมิกส์ สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 วิธีหลัก ๆ คือ การอ้างอิงจากคุณสมบัติจำเพาะที่ต้องการศึกษา (function-based screening) หรืออ้างอิงจากลำดับเบสของยีนที่ต้องการ (sequence-based screening) โดยที่ผ่านมามีชีวโมเลกุลมากมายที่ถูกค้นพบด้วยวิธีเมตาจีโนมิกส์ เช่น DNA polymerase, lipase, cellulase, protease หรือยีนที่สร้างสารปฏิชีวนะ ในส่วนของเทคโนโลยีการถอดลำดับเบสที่ใช้งานในการศึกษาเมตาจีโนมิกส์นั้นได้เริ่มมีการศึกษาจากการทำ shotgun sequencing จนในปัจจุบันด้วยเทคนิควิเคราะห์ลำดับเบสรุ่นใหม่ (Next generation sequencing) การศึกษานิเวศจุลินทรีย์จึงเป็นเรื่องที่สามารถทำได้ แต่ทั้งนี้มีข้อจำกัดในการวิเคราะห์ข้อมูลจำนวนมากที่ได้จากการถอดรหัสพันธุกรรม จึงเกิดความต้องการในการนำเครื่องมือทางชีวสารสนเทศมาใช้ในการวิเคราะห์ ศูนย์จีโนมทางการแพทย์ เล็งเห็นถึงข้อจำกัดดังกล่าวจึงได้เชิญผู้เชี่ยวชาญจากสถาบัน Qiime ซึ่งเป็นหน่วยงานที่ผลิตโปรแกรมชีวสารสนเทศในการวิเคราะห์ข้อมูลนิเวศวิทยาจุลทรีย์ในรูปแบบโอเพนซอร์ส (open source) มาจัดอบรมเชิงปฎิบัติการในประเทศไทย ในระหว่างวันที่ 14-15 ธันวาคม 2558 นี้ เพื่อส่งเสริมให้แพทย์ นักวิจัย นักวิทยาศาสตร์ และนัก ชีวสารสนเทศ ได้เห็นภาพรวมและปฎิบัติการวิเคราะห์ข้อมูลพันธุกรรมของจุลินทรีย์ได้จากการถอดรหัสพันธุกรรมด้วยเครื่องวิเคราะห์ลำดับเบสรุ่นใหม่ด้วยโปรแกรมทางชีวสารสนเทศ เพื่อพัฒนาศักยภาพของนักวิจัยไทย ลดระยะเวลาในการวิเคราะห์ข้อมูล และ พลักดันให้เกิดผลงานวิจัยทางด้านเมตาจีโนมิกส์ต่อไปในอนาคต