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微生物叢・微生物相の信頼性高いスタンダードとして有用な不活性化微生物/DNA混合物 ZymoBIOMICS Microbial Community Standard / DNA Standard

掲載日情報:2021/07/19 現在Webページ番号:65367

次世代シークエンシング(NGS)を用いた微生物叢・微生物相およびメタゲノミクス研究における信頼性高い標準品(スタンダード)として有用な,不活性化処理を行った微生物菌体の混合物(Microbial Community Standard)と,微生物由来DNAの混合物(Microbial Community DNA Standard)です。
ヒト腸内細菌叢の存在比率を模倣したGut Microbiome Standard(Standardのみ)と,10種類の微生物について菌体またはDNA量を等量で混合したMicrobial Community Standard / DNA Standard,対数量で混合したMicrobial Community Standard / DNA StandardⅡがあります。
いずれの製品も微生物叢(マイクロバイオーム)・腸内フローラ研究などに有用です。
ZymoBIOMICSの全プロセスの製品構成についてはこちらをご覧下さい。
本製品は研究用です。研究用以外には使用できません。

溶解しにくいグラム陽性菌も標準試料の組成通りに抽出できたか確認できる
→DNA 抽出方法のバイアス評価に使用可能!

ZymoBIOMICS DNA抽出分析例

Microbial Community Standard(#D6300)からのDNA抽出

ZymoBIOMICS DNA Mini Kit(Zymo Research社,#D4300),HMP Protocol(米国NIHのHuman Microbiome Projectのプロトコル)または他社製品を用いて,Microbial Community Standard(#D6300)からDNAを抽出,精製した。V3-4領域を標的とするプライマーを用いて,各DNA試料から16S rRNAを増幅した。シークエンスを解析し,微生物組成のプロファイルを決定した。4種類のDNA抽出,精製法のうち,Zymo Research社製品だけが,理論値(Theoretical)に近いバイアスのないプロファイルを示した。

製品ラインナップ

製品詳細は製品名をクリックしてご確認下さい。Fecal ReferenceSpike-in ControlHMW DNA Standardは別のページが開きます。
商品コードをクリックすると価格表をご覧になれます。

混合物の種類 溶 媒 含まれる微生物の数 各混合物の量 相対存在量偏差の平均値 特 長 製品名 商品コード 包 装 濃 度
不活性処理を行ったヒト糞便 DNA/RNA Shield 数百 ヒト腸内の存在比率 本物のヒト糞便より調製した標準品。 Fecal Reference D6323 1,000μl
(10 preps)
10 mg Faces(wet weight)/ ml
不活性処理を行った微生物菌体
不活性処理を行った微生物菌体
2×DNA/RNA Shield 21 ヒト腸内の存在比率を模倣 <15% ヒト腸内細菌叢の存在比率を模倣した標準品。 Gut Microbiome Standard D6331 750μl
(10 preps)
~3.94×109
cells/ml
DNA/RNA Shield 10 等量*1 <15% 菌体の大きさや溶菌の容易さが異なる微生物を混合しているため,DNA抽出時のバイアス確認に有用。 Microbial Community Standard D6300 0.75 ml
(10 preps)
~1.4×1010
cells/ml
10 対数量 <30% 102 ~108 cellsという幅広い細胞数の範囲で,検出限界を評価できる。 Microbial Community StandardⅡ
(Log Distribution)
D6310 0.75 ml
(10 preps)
~1.5×109
cells/ml
2 等量 ヒトの微生物叢には含まれていない微生物で構成されており,外部標準として試料に添加することで,試料中の細胞の絶対数を正確に定量できる。糞便など微生物含有量が多い試料用。 Spike-in Control I
(High Microbial Load)
D6320 0.5 ml 4.0×107
cells/ml
(2.0×107が2種類)
D6320-10 10×0.5 ml
3 対数量 ヒトの微生物叢には含まれていない微生物で構成されており,外部標準として試料に添加することで,試料中の細胞の絶対数を正確に定量できる。唾液など微生物含有量が少ない試料用。 Spike-in Control Ⅱ
(Low Microbial Load)
D6321 0.5 ml 1.11×105
cells/ml
(103+104+105
D6321-10 10×0.5 ml
微生物由来DNA
微生物由来DNA
10 mM Tris-HCl,
0.1 mM EDTA,
pH 8.0
10 等量*1 <15% 幅広いGC含量のDNAを混合しているため,GC含量起因のバイアス確認に有用。 Microbial Community DNA Standard D6305 200 ng
(/20μl)
10 ng DNA/μl
D6306 2,000 ng
(/20μl)
100 ng DNA/μl
10 対数量 <30% わずか菌体3個由来のDNAについて検出限界を評価できる。 Microbial Community DNA StandardⅡ
(Log Distribution)
D6311 220 ng
(/20μl)
11 ng DNA/μl
8 等量*1 <15% 第3世代ロングリードシークエンシングによるDNAシークエンシングおよびメタゲノム解析時の標準品。 Microbial HMW DNA Standard D6322 5,000 ng 100 ng DNA/μl

*1 酵母の混合量は異なります。


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特長

  • マイクロバイオーム解析における,DNA抽出(DNA Standardを除く),ライブラリー調製,シークエンシング,バイオインフォマティクス解析の各ステップでの,バイアスやエラーの発生有無を検証できます。
  • Gut Microbiome Standardは,細菌18種類,酵母2種類,古細菌1種類の界を超えた合計21種類の微生物について,ヒト腸内細菌叢の存在比率を模倣して菌体を混合しています。そのため,ベンチマークとして有用です。
  • Microbial Community Standard / DNA StandardおよびStandardⅡ/ DNA StandardⅡは,グラム陰性細菌3種類,グラム陽性細菌5種類,酵母2種類の菌体またはDNAを混合しています。
  • ショットガン・メタゲノミクスシークエンシングを用いてロット毎の微生物構成を確認しています。
  • 外来DNA含有量は<0.01%で,不純物はほとんど含まれていません。

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ZymoBIOMICSについて

ZymoBIOMICS

遺伝子工学の手法を用いた微生物叢(Microbiome)の研究,解析はMicrobiomicsと呼ばれます。この一連の操作は,試料の収集,核酸抽出,シークエンシングおよび解析のステップより構成されますが,この間の過程において様々なエラーや偏りが発生し,最終的に誤った微生物叢(Microbiome)の解析結果が得られるリスクが存在します。Zymo Reseach社では,ZymoBIOMICSと呼ばれる独自の製品群を設定し,Microbiomicsの各ステップにおける様々なリスクの排除に有効な製品を提供しています。


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Gut Microbiome Standard(#D6331)

製品に含まれる微生物菌体量

  Strain ID ゲノム
サイズ
(Mb)
16/18S
コピー数
GC含量
(%)
グラム
染色性
理論含有量 (%)*2
ゲノムDNA 16S rRNA 16S & 18S rRNA ゲノムコピー数 細胞数
Faecalibacterium prausnitzii AP34BHI 2.914 6 57.8 14 17.63 15.96 14.77 14.82
Veillonella rogosae AC2811 AN NA 2 2.158 4 39 14 15.87 14.37 19.94 20.01
Roseburia hominis OB EAV1 11 DCM 3.463 4 48.7 +/- 14 9.89 8.95 12.43 12.47
Bacteroides fragilis OB EAV1 11 D6 FAA 5.167 6 43.3 14 9.94 9 8.33 8.36
Prevotella corporis OB21 FMU 4 2.947 4 44.4 6 4.98 4.51 6.26 6.28
Bifidobacterium adolescentis LMG 10502 2.09 5 59.2 6 8.78 7.95 8.83 8.86
Fusobacterium nucleatum 2/1/50A 2.448 5 27 6 7.49 6.79 7.53 7.56
Lactobacillus fermentum B-1840 1.905 5 52.3 6 9.63 8.72 9.68 9.71
Clostridioides difficile P4D3A1-1 4.209 12 28.8 1.5 2.62 2.37 1.1 1.1
Akkermansia muciniphila OB21 FAA NB 28 2.851 3 55.5 1.5 0.97 0.87 1.62 1.62
Methanobrevibacter smithii DSM 861 1.853 2 31
(古細菌)
0.1 0.066 0.06 0.17 0.17
Salmonella enterica B-4212 4.76 7 52.2 0.01 0.009 0.008 0.007 0.0065
Enterococcus faecalis IP101412 AER FAA 2 2.845 4 37.5 0.001 0.0009 0.0008 0.0011 0.0011
Clostridium perfringens OB21 TSA 19 3.436 10 28.3 0.0001 0.0002 0.0002 0.00009 0.00009
Escherichia coli JM109 4.729 7 50.9 2.8 2.53 2.29 1.82 1.83
Escherichia coli B-3008 4.739 7 50.9 2.8 2.53 2.29 1.82 1.82
Escherichia coli B-2207 5.234 7 50.7 2.8 2.29 2.07 1.64 1.65
Escherichia coli B-766 5.191 7 50.8 2.8 2.31 2.09 1.66 1.66
Escherichia coli B-1109 4.875 7 50.5 2.8 2.46 2.23 1.77 1.77
Candida albicans IHEM 3108 14.68 551 33.6 Yeast 1.5 3.11 0.31 0.16
Saccharomyces cerevisiae Y-567 13.3 1091 38.3 Yeast 1.4 6.35 0.32 0.16

*2 基準として用いる組成は,シークエンシング方法によって異なります。16Sターゲットシークエンシングの場合は,16Sのコピー数を参考にして下さい。Read Depth/Coverageに基づくショットガンシークエンスデータの場合は,ゲノムコピー数を参考にして下さい。


Gut Microbiome Standardの使用例

Gut Microbiome Standardの使用例

Gut Microbiome Standard(#D6331)から,それぞれZymoBIOMICS DNA Miniprep Kit(#D4300),A社キット,HMP Protocol(米国NIHのHuman Microbiome Projectのプロトコル)でDNAを抽出後,ライブラリーを調製し,メタゲノムショットガンシ―クエンシングを行った。
ZymoBIOMICS DNA Miniprep Kitで抽出した試料では,理論値(Theoretical)に近い値が得られていることが分かる。


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Microbial Community Standard(#D6300)/ DNA Standard(#D6305, #D6306)

製品に含まれる微生物菌体 / DNA量

  NRRL Accession No. ゲノム
サイズ
(Mb)
倍数性 GC含量
(%)
16/18S
コピー数
グラム
染色性
理論含有量 (%)
ゲノムDNA 16S rRNA*3 16S & 18S rRNA*3 ゲノムコピー数*4 細胞数*5
Pseudomonas aeruginosa B-3509 6.792 1 66.2 4 12.0 4.2 3.6 6.1 6.1
Escherichia coli B-1109 4.875 1 46.7 7 12.0 10.1 8.9 8.5 8.5
Salmonella enterica B-4212 4.760 1 52.2 7 12.0 10.4 9.1 8.7 8.7
Lactobacillus fermentum B-1840 1.905 1 52.4 5 12.0 18.4 16.1 21.6 21.4
Enterococcus faecalis B-537 2.845 1 37.5 4 12.0 9.9 8.7 14.6 14.5
Staphylococcus aureus B-41012 2.730 1 32.9 6 12.0 15.5 13.6 15.2 15.1
Listeria monocytogenes B-33116 2.992 1 38.0 6 12.0 14.1 12.4 13.9 13.8
Bacillus subtilis B-354 4.045 1 43.9 10 12.0 17.4 15.3 10.3 10.2
Saccharomyces cerevisiae Y-567 12.1 2 38.3 109 Yeast 2.0 9.3 0.57 1.13
Cryptococcus neoformans Y-2534 18.9 2 48.3 60 Yeast 2.0 3.3 0.37 0.73

*3 理論16S rRNA(または16S&18S rRNA)遺伝子含有量は,理論ゲノムDNA含有量から以下の計算式によって算出しています。16S標的シークエンシングを行う際には,この値を参考にして下さい。
16S/18S copy number = total genomic DNA (g) × unit conversion constant (bp/g) / genome size (bp) × 16S/18S copy number per genome.

*4 理論ゲノムコピー数は,理論ゲノムDNA含有量から以下の計算式によって算出しています。ショットガン法によるディープリーディングから微生物の存在量を推定する際には,この値を参考にして下さい。
genome copy number = total genomic DNA (g) × unit conversion constant (bp/g) / genome size (bp).

*5 理論細胞数は,理論ゲノムDNA含有量から以下の計算式によって算出しています。
cell number = total genomic DNA (g) × unit conversion constant (bp/g) / genome size (bp)/ploidy.

Microbial Community Standard / DNA Standardの測定例

DNA Standardのシークエンシング

Microbial Community DNA Standard(#D6305,#D6306)を16S rRNA シークエンシング法のコントロールとして使用した例
16S V3-4領域に対するプライマーを用いて,16S rRNA-Seq法の最適化を検討した。標準的なワークフロー(左側のパネル)で見られるノイズは,主にPCRキメラやコンタミネーションによるもので,最適化されたワークフロー(右側のパネル)ではこれらの増幅が抑制された。

構成比の比較

ゲノムDNAショットガン・シークエンシングと16Sシークエンシングそれぞれにおける構成比の理論値(Theoretical)と,Microbial Community StandardおよびMicrobial Community DNA Standardを用いて得られた値の比較

構成比の比較

ショットガン・メタゲノミックシ-ケンシング用ライブラリーをIllumina社 Nextera XT KitとZymo Research社の独自の方法の2通りの方法で調製した。ショットガン・シークエンシングはMiSeqを用いたペアエンド・シークエンシング(2×150 bp)を実施した。GC含量が15~85%と広い範囲をカバーするStaphylococcus aureus (平均GC含量32.7%)とPseudomonas aeruginosa (平均GC含量66.2%)の2種類のゲノムを用いて, 10種類の微生物遺伝子のマッピングによりシークエンシング範囲におけるGC含量への影響を調べた。正規化カバー率の数値は,各ゲノムの平均シークエンシングカバー率の数値の正規化により算出した。Zymo Research社の独自の方法ではGC含量のバイアスがほとんど見られなかったが,Illumina社 Nextera XT Kitの結果では,低GC域と高GC域の両方でバイアスが生じているのが分かる。



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Microbial Community StandardⅡ(#D6310)/ DNA StandardⅡ(#D6311)

製品に含まれる微生物菌体 / DNA量

  NRRL Accession No. ゲノム
サイズ
(Mb)
倍数性 GC含量
(%)
16/18S
コピー数
グラム
染色性
理論含有量 (%)
ゲノムDNA 16S rRNA*6 16S & 18S rRNA*6 ゲノムコピー数*7 細胞数*8
Listeria monocytogenes B-33116 2.992 1 38.0 6 89.1 95.9 91.9 94.8 94.9
Pseudomonas aeruginosa B-3509 6.792 1 66.2 4 8.9 2.8 2.7 4.2 4.2
Bacillus subtilis B-354 4.045 1 43.9 10 0.89 1.2 1.1 0.7 0.7
Saccharomyces cerevisiae Y-567 12.1 2 38.3 109 Yeast 0.89 4.1 0.23 0.12
Escherichia coli B-1109 4.875 1 46.7 7 0.089 0.069 0.066 0.058 0.058
Salmonella enterica B-4212 4.760 1 52.2 7 0.089 0.07 0.067 0.059 0.059
Lactobacillus fermentum B-1840 1.905 1 52.4 5 0.0089 0.012 0.012 0.015 0.015
Enterococcus faecalis B-537 2.845 1 37.5 4 0.00089 0.00067 0.00064 0.0010 0.001
Cryptococcus neoformans Y-2534 18.9 2 48.3 60 Yeast 0.00089 0.0014 0.00015 0.00030
Staphylococcus aureus B-41012 2.730 1 32.9 6 0.000089 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001

*6 理論16S rRNA(または16S&18S rRNA)遺伝子含有量は,理論ゲノムDNA含有量から以下の計算式によって算出しています。16S標的シークエンシングを行う際には,この値を参考にして下さい。
16S/18S copy number = total genomic DNA (g) × unit conversion constant (bp/g) / genome size (bp) × 16S/18S copy number per genome.

*7 理論ゲノムコピー数は,理論ゲノムDNA含有量から以下の計算式によって算出しています。ショットガン法によるディープリーディングから微生物の存在量を推定する際には,この値を参考にして下さい。
genome copy number = total genomic DNA (g) × unit conversion constant (bp/g) / genome size (bp).

*8 理論細胞数は,理論ゲノムDNA含有量から以下の計算式によって算出しています。
cell number = total genomic DNA (g) × unit conversion constant (bp/g) / genome size (bp)/ploidy.

Microbial Community StandardⅡ / DNA StandardⅡ(Log Distribution)の測定例

StandardⅡの菌体量

Microbial Community StandardⅡ(#D6310)に含まれる菌体量

Microbial Community StandardⅡ(#D6310)からZymoBIOMICS DNA Mini Kit#D4300)を用いてDNAを抽出後,DNAライブラリーを調製し,MiSeqでシークエンシングを行った。シークエンシング結果から求められた各微生物の存在量が対数値を示し,製品に含まれている量と一致した。

StandardⅡの16S解析

Microbial Community StandardⅡの16S rRNAシークエンシング解析例

Microbial Community StandardⅡ(#D6310)からZymoBIOMICS DNA Mini Kit#D4300)を用いてDNAを抽出後,Quick-16S NGS Library Prep Kit#D6400)を用いて16S V3-V4領域のDNAライブラリーを調製し,MiSeqでシークエンシングを行った。得られた結果をDada2およびQiimeで解析した。Dada2での解析では偽陽性は検出されなかった。Qiimeでの解析では9件の偽陽性が見られたが,これらはDada2では検出されないことから,検出限界以下の量で存在するL. fermentumに起因するものだった。

StandardⅡのショットガン解析

Microbial Community StandardⅡのショットガン・メタゲノムシークエンシング解析例

Microbial Community StandardⅡ(#D6310)からDNAを抽出後,DNAライブラリーを調製し,MiSeqでショットガン・メタゲノムシークエンシングを行った。得られた結果をMetaPhlan2, mOTU,市販のプログラムの計3種で解析した。いずれの解析結果も,製品に含まれている量と高い一致率を示した。MetaPhlan2と市販のプログラムでは偽陽性が見られたが,これは酵母由来のため解析できないものだった。

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使用文献

"Ultra-deep, long-read nanopore sequencing of mock microbial community standards."
Nicholls, Samuel M., et al., Gigascience, 8 (5) , giz043 (2019). [PMID:31089679]


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価格

Gut Microbiome Standard

[在庫・価格 :2021年07月23日 20時05分現在]

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Microbial Community Standard / DNA Standard

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ZymoBIOMICS Microbial Community Standard

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説明文 10種類の不活性化した微生物(細菌および酵母)菌体の混合物。微生物相(マイクロバイオータ,マイクロバイオーム)およびメタゲノミクス研究における標準試料(微生物スタンダード)として有用。使用回数:10 preps。
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ZymoBIOMICS Microbial Community DNA Standard

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説明文 10種類の微生物(細菌および酵母)から抽出・精製したゲノムDNA混合物。微生物相,微生物叢(マイクロバイオータ,マイクロバイオーム)およびメタゲノミクス研究における標準試料(微生物スタンダード)として有用。
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説明文 10種類の微生物(細菌および酵母)から抽出・精製したゲノムDNA混合物。微生物相,微生物叢(マイクロバイオータ,マイクロバイオーム)およびメタゲノミクス研究における標準試料(微生物スタンダード)として有用。
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Microbial Community StandardⅡ / DNA StandardⅡ(Log Distribution)

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ZymoBIOMICS Microbial Community Standard II (Log Distribution)
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10種類の不活性化した微生物(細菌および酵母)菌体の混合物。菌体を対数量で混合してある。微生物相(マイクロバイオータ,マイクロバイオーム)およびメタゲノミクス研究における標準試料(微生物スタンダード)として有用。使用回数:10 preps。
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説明文
10種類の微生物(細菌および酵母)から抽出・精製したゲノムDNA混合物。DNAを対数量で混合してある。微生物相,微生物叢(マイクロバイオータ,マイクロバイオーム)およびメタゲノミクス研究における標準試料(微生物スタンダード)として有用。
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掲載カタログ ニュース2020年2月15日号 p.4
ニュース2019年3月1日号 p.4

製品記事 ZymoBIOMICSシリーズ(微生物叢研究用試薬)
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ZymoBIOMICS Microbial Community Standard II (Log Distribution)

文献数:0

説明文 10種類の不活性化した微生物(細菌および酵母)菌体の混合物。菌体を対数量で混合してある。微生物相(マイクロバイオータ,マイクロバイオーム)およびメタゲノミクス研究における標準試料(微生物スタンダード)として有用。使用回数:10 preps。
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製品記事 ZymoBIOMICSシリーズ(微生物叢研究用試薬)
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ZymoBIOMICS Microbial Community DNA Standard II (Log Distribution)

文献数:0

説明文 10種類の微生物(細菌および酵母)から抽出・精製したゲノムDNA混合物。DNAを対数量で混合してある。微生物相,微生物叢(マイクロバイオータ,マイクロバイオーム)およびメタゲノミクス研究における標準試料(微生物スタンダード)として有用。
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