Bio Infomatics

16S rRNA マイクロバイオーム解析支援

Qiime2 / DADA2 / SILVA を用いたパイプライン構築から、品質管理・タクソノミー付与・α/β多様性解析・可視化まで一気通貫で実施。

  • 対象例:唾液・便・環境試料 等、400検体規模のバッチ解析に対応
  • 要件定義 → 解析環境構築 → パイプライン化 → レポート/再現手順

参考研究の要点(日本語要約)

アルツハイマー病(AD)モデルマウスで、腸内細菌叢の多様性低下とFirmicutes/Bacteroidetes比の上昇、細菌の膵臓等へのトランスロケーションが観察されました。
食餌にL-アルギニンとリモノイドを補給すると、細菌叢の多様性が改善し、肝・膵・脳の炎症や酸化ストレス、神経変性が抑制される傾向が示されました。
研究は腸−膵−肝−脳の相互作用がAD病態に関与する可能性を示唆し、腸内環境の是正が神経変性の進行抑制に資する仮説を支持します。
(出典:Minamisawaら, 2021; PubMed/MDPI)

詳しくは原著をご参照ください。

  • PubMed抄録:Minamisawa M. et al., Life 12(1):34, 2021. :contentReference[oaicite:1]{index=1}
  • MDPI記事ページ(要JS):Life 12(1):34. :contentReference[oaicite:2]{index=2}

実施内容

環境構築

  • 解析用ハードウェアの選定・組み立て
  • Linux(リーナックス)上で Python / Anaconda 構築
  • Qiime2 のパイプライン作成

品質管理・前処理

  • DADA2 による FASTQ(paired-end)品質チェック
  • トリミング/フィルタリング/デノイジング
  • 高品質ASVテーブル作成

アノテーション・解析

  • SILVA DB の構築・参照設定
  • タクソノミー付与(taxonomy)
  • α・β多様性解析(Shannon, Faith PD / UniFrac 等)

可視化

  • taxonomy-bar-plot
  • ヒートマップ(相対存在量・指標菌)
  • 主座標分析(PCoA)

再現性・移管

  • パラメータ・バージョン固定の再現手順
  • Snakemake/シェル等での半自動化(任意)
  • 結果再計算/差分比較の運用提案

レポート

  • 解析方針/前処理条件の明記
  • 統計検定・可視化の解釈
  • 次アクションの提案(仮説→追加解析)

強み

  • 400検体規模で、結果を見ながらパラメータを段階的に最適化し、角度を変えた反復解析を実施。
  • 一般的な受託より探索的・自由度の高い分析を提供(仮説検証と可視化の往復)。
  • 要件定義から環境・パイプライン構築、レポーティングまで一気通貫で支援。

代表的な成果物(例)

Taxonomy Bar Plot(群間比較/主要属の構成比)


Heatmap(主要分類群 × サンプル、クラスタリング付き)



PCoA(UniFrac 距離)

進め方

  1. 要件ヒアリング:目的・仮説・ベンチマーク定義
  2. 環境・データ受領:メタデータ形式/命名規則の確定
  3. 前処理・QC:DADA2条件の暫定決定→小規模テスト
  4. 本解析:taxonomy・多様性・可視化・統計
  5. レポート:結果解釈・パラメータ/再現手順・次アクション

お問い合わせ

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