時下不少愛貓人士自封為“鏟屎官”，不過相信很少有“鏟屎官”會收集貓主子的便便吧。某些正在從事這樣的工作，他們懇請各位“鏟屎官”把便便送給他們進行微生物組測序。
他們去年五月共同創立了Kittybiome計劃，該計劃旨在通過DNA測序探索貓咪身上的細菌。他們由此希望了解貓咪之間的微生物組差異，解析這些差異與貓咪行為和健康的關系。
這項工作聽起來簡單，做起來卻并不容易。貓咪微生物組測序的樣品制備和DNA提取不同于傳統的海水或土壤微生物研究。選擇錯誤的方法會改變微生物的豐度，甚至遺漏關鍵的菌種。此外，測序的文庫制備和數據分析都容易引入序列偏好，影響微生物組研究的結論。
微生物組研究面臨的挑戰并沒有澆滅研究者們的熱情。近年來，人類和模式動物的微生物組研究進行得如火如荼。倡議對微生物群落開展大規模的系統性研究，以改善人類健康、農業、生物能源和環境。
工欲善其事，必先利其器。我們在這里介紹一些的微生物組研究工具和相關技術，包括基因組和轉錄組的純化、生物信息學工具、質譜分析、微生物組操縱方法等等。
基因組和轉錄組純化
測序可以說是微生物組研究者手頭zui有用的工具。不過純微生物組樣品一般很難取得，NEB公司的G. Brett Robb指出。在微生物組樣品中，宿主DNA占了絕大部分，有時甚至高達99%。在實際樣品中，微生物組DNA往往跟我們不想測序的東西裹在一起。
NEB公司的NEBNext® Microbiome DNA Enrichment Kit解決了這個問題。該試劑盒使用一個甲基化DNA結合蛋白，選擇性結合并過濾宿主基因組序列。細菌（和細胞器）基因組一般缺乏真核基因組DNA的甲基化標簽，因此一個簡單的純化步驟就足以將其區分開。
這個試劑盒也可以用來純化宿主DNA，剔除細菌（或細胞器）DNA，Robb指出。舉例來說，華盛頓大學和圣母大學的研究人員通過這一途徑從糞便樣品測序了狒狒DNA，他們將這種方法命名為FecalSeq。
NEB公司還開發了一個產品用于測序微生物組的轉錄本。原核mRNA的5’末端帶有核苷三磷酸，但絕大多數真核mRNA、tRNA和rRNA不具備這樣的標簽。NEB公司將VCE酶和一個*化的GTP結合起來（Cappable-seq），給三磷酸轉錄本標記上*，幫助研究者分離細菌mRNA用于轉錄組分析。
據介紹，Cappable-seq和NEBNext試劑盒可以互補。富集試劑盒告訴你樣品里面都有哪些家伙，而Cappable-seq能讀出活化的基因，告訴你這些家伙到底在干些什么。Cappable-seq試劑目前在市場上還買不到，想要嘗鮮的話還得再等一等。NEB雖然有VCE出售，但*化的GTP還在研發中。
zui近雜志發布了一個名為TruSPADES的強大工具，可以大大提升研究者們測序宏基因組的能力。這種算法能將Illumina測序儀生成的300bp短讀取，合并成大約1萬bp的基因組片段（Synthetic Long Reads）。如果說用短讀取相當于語句，那么長片段就是整章文字。顯而易見，把整章文字還原成一本書要容易得多。TruSPADES主要是先給100-300bp的短讀取裝上條碼，然后通過de brujin 圖把這些片段組裝起來，生成Synthetic Long Reads。這種低成本的方法可以更好的確定相連片段，獲得更長更準確的長測序片段。
過去的微生物組研究主要是進行16S rDNA基因測序。隨著測序成本的直線下降，針對整個菌群的宏基因組測序越來越受到青睞，因為這一技術能夠提供更全面的基因組和功能信息。研究團隊在Venter本人的*下，用不同的二代測序文庫制備方法進行宏基因組測序。他們發現，文庫制備方法會顯著影響人類微生物組研究中的基因組和功能預測。
