Community fingerprinting
કોમ્યુનિટી ફિંગરપ્રિન્ટિંગ એ મોલેક્યુલર બાયોલોજી તકનીકોનો સમૂહ છે જેનો ઉપયોગ માઇક્રોબાયલ સમુદાયની વિવિધતાને ઝડપથી રૂપરેખા આપવા માટે કરી શકાય છે. પર્યાવરણીય નમૂનામાં વ્યક્તિગત કોષોને સીધી ઓળખવા અથવા ગણતરી કરવાને બદલે, આ તકનીકો દર્શાવે છે કે જનીનના કેટલા પ્રકારો હાજર છે. સામાન્ય રીતે, એવું માનવામાં આવે છે કે દરેક અલગ જનીન પ્રકાર એક અલગ પ્રકારના સૂક્ષ્મજીવને રજૂ કરે છે. કોમ્યુનિટી ફિંગરપ્રિન્ટિંગનો ઉપયોગ માઇક્રોબાયોલોજિસ્ટ્સ દ્વારા વિવિધ માઇક્રોબાયલ સિસ્ટમોનો અભ્યાસ કરવા માટે કરવામાં આવે છે (દા. ત. દરિયાઇ, તાજા પાણી, માટી અને માનવ માઇક્રોબાયલ સમુદાયો) જૈવવિવિધતાને માપવા અથવા સમય જતાં સમુદાયના માળખામાં ફેરફારોને ટ્રેક કરવા માટે. આ પદ્ધતિ જીનોમિક ડીએનએનું પરીક્ષણ કરીને પર્યાવરણીય નમૂનાઓનું વિશ્લેષણ કરે છે. આ અભિગમ માઇક્રોબાયલ સંવર્ધનનો વિકલ્પ પ્રદાન કરે છે, જે મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે મોટાભાગના સૂક્ષ્મજીવાણુઓને પ્રયોગશાળામાં સંવર્ધન કરી શકાતું નથી. સામુદાયિક ફિંગરપ્રિન્ટિંગ વ્યક્તિગત સૂક્ષ્મજીવ પ્રજાતિઓની ઓળખમાં પરિણમતું નથી; તેના બદલે, તે માઇક્રોબાયલ સમુદાયનું એકંદર ચિત્ર રજૂ કરે છે. આ પદ્ધતિઓ હવે મોટે ભાગે ઉચ્ચ થ્રુપુટ સિક્વન્સિંગ દ્વારા બદલવામાં આવી રહી છે, જેમ કે લક્ષિત માઇક્રોબાયોમ વિશ્લેષણ (દા. ત., 16s rRNA સિક્વન્સિંગ) અને મેટાજેનૉમિક્સ. ફિંગરપ્રિન્ટિંગ વિશ્લેષણ પર્યાવરણીય નમૂનાથી શરૂ થાય છે (દા. ત. ફિંગરપ્રિન્ટિંગ વિશ્લેષણ). દરિયાનું પાણી અથવા માટી), જેમાંથી કુલ ડીએનએ કાઢવામાં આવે છે. (કુલ ડીએનએમાં નમૂનામાં હાજર તમામ સૂક્ષ્મજીવાણુઓમાંથી આનુવંશિક સામગ્રીનું મિશ્રણ હોય છે.) એક ચોક્કસ જનીન અથવા ડીએનએ પ્રદેશને પછી વિશ્લેષણ માટે લક્ષ્ય તરીકે પસંદ કરવામાં આવે છે, એવી ધારણા હેઠળ કે દરેક સૂક્ષ્મજીવ પ્રજાતિઓમાં એક અલગ જનીન પ્રકાર હશે (જેને "ફિલોટાઇપ" પણ કહેવાય છે). નમૂનામાં હાજર ફિલોટાઇપ્સની કલ્પના કરવા માટે વિવિધ પદ્ધતિઓ (નીચે જુઓ) નો ઉપયોગ કરી શકાય છે. કારણ કે સામુદાયિક ફિંગરપ્રિન્ટિંગનો ઉદ્દેશ સામુદાયિક માળખાની એકંદર સમજણ મેળવવાનો છે, તે ક્ષેત્રમાંથી એકત્રિત કરવામાં આવેલી સમય-શ્રેણીની માહિતીનું વિશ્લેષણ કરવા માટે ખાસ કરીને ઉપયોગી તકનીક છે. ઉદાહરણ તરીકે, કોઈ વ્યક્તિ નિવાસસ્થાનમાં માઇક્રોબાયલ ઉત્તરાધિકારની પેટર્નનો અભ્યાસ કરી શકે છે, અથવા કોઈ વ્યક્તિ પર્યાવરણીય વિક્ષેપ માટે માઇક્રોબાયલ સમુદાયની પ્રતિક્રિયાની તપાસ કરી શકે છે, જેમ કે પ્રદૂષક છોડવું. કઈ માહિતી ઇચ્છિત છે તેના આધારે, વિવિધ જનીનોને લક્ષિત કરી શકાય છે. સૌથી સામાન્ય નાના સબયૂનિટ રિબોસોમલ આરએનએ (આરઆરએનએ) જનીનો છે, જેમ કે 16એસ આરઆરએનએ. આ જનીનો માઇક્રોબાયલ ફિલોજેનેટિક વિશ્લેષણમાં વારંવાર ઉપયોગમાં લેવાય છે, તેથી તેમના અભ્યાસ માટે સુસ્થાપિત તકનીકો અસ્તિત્વમાં છે. રસના અન્ય જનીનો તે હોઈ શકે છે જે વિવિધ ચયાપચયની પ્રક્રિયાઓમાં ચાવીરૂપ છે. ફાયદા અને ગેરફાયદા સામુદાયિક ફિંગરપ્રિન્ટિંગના ફાયદા એ છે કે તે ઝડપથી અને પ્રમાણમાં સસ્તી રીતે કરી શકાય છે, અને વિશ્લેષણ એક સાથે મોટી સંખ્યામાં નમૂનાઓને સમાવી શકે છે. આ ગુણધર્મો સામુદાયિક ફિંગરપ્રિન્ટિંગને ખાસ કરીને સમય જતાં માઇક્રોબાયલ સમુદાયોમાં ફેરફારોની દેખરેખ માટે ઉપયોગી બનાવે છે. ઉપરાંત, ફિંગરપ્રિન્ટિંગ તકનીકોમાં નમૂનામાં સજીવો માટે પ્રાથમિક અનુક્રમ માહિતી હોવી જરૂરી નથી. સામુદાયિક ફિંગરપ્રિન્ટિંગનો ગેરલાભ એ છે કે તે મોટા ભાગે ગુણાત્મક પરિણમે છે, માત્રાત્મક માહિતી નહીં. ગુણાત્મક માહિતીનો ઉપયોગ કરતી વખતે, વિવિધ અભ્યાસોમાં અથવા વિવિધ તપાસકર્તાઓ વચ્ચે જોવા મળતી પેટર્નની તુલના કરવી મુશ્કેલ બની શકે છે. ઉપરાંત, સામુદાયિક ફિંગરપ્રિન્ટિંગ પર્યાવરણીય નમૂનામાં ટેક્સાને સીધી રીતે ઓળખતું નથી, જો કે ચોક્કસ તકનીકોમાંથી ડેટા આઉટપુટ (દા. ત. જો કોઈ ઓળખ ઈચ્છે તો DGGE) નું વધુ વિશ્લેષણ કરી શકાય છે. કેટલાક લેખકો ચોક્કસ ફિંગરપ્રિન્ટિંગ પદ્ધતિઓ માટે પરિણામોની નબળી પ્રજનનક્ષમતા તરફ ધ્યાન દોરે છે, જ્યારે અન્ય લેખકોએ વિપુલતાના અંદાજોની અચોક્કસતા અને દુર્લભ ટેક્સાની હાજરીને પકડવામાં કેટલીક તકનીકોની અસમર્થતાની ટીકા કરી છે. ઉદાહરણ તરીકે, DGGE પદ્ધતિ માટે બેક્ટેરિયલ સમુદાયના 0.5%-1% કરતા ઓછા સૂક્ષ્મજીવાણુઓને શોધવાનું મુશ્કેલ છે. તકનીકો આ વિભાગ સામુદાયિક ફિંગરપ્રિન્ટિંગની ત્રણ પદ્ધતિઓ રજૂ કરે છે. ટર્મિનલ રીસ્ટ્રિકશન ફ્રેગમેન્ટ લેંથ પોલીમોર્ફિઝમ (ટી-આરએફએલપી) ટર્મિનલ રીસ્ટ્રિકશન ફ્રેગમેન્ટ લેંથ પોલીમોર્ફિઝમ (ટી-આરએફએલપી) એ એક એવી પદ્ધતિ છે જે સમુદાય ફિંગરપ્રિન્ટ બનાવવા માટે ફ્લોરોસન્ટલી-લેબલવાળા ડીએનએ ફ્રેગમેન્ટ્સનો ઉપયોગ કરે છે. આ વિભાગ સામુદાયિક ફિંગરપ્રિન્ટિંગના ચોક્કસ સંદર્ભમાં ટી-આરએફએલપીનું સંક્ષિપ્ત સમજૂતી રજૂ કરે છે. વધુ વિગતવાર સમજૂતી માટે, ટી-આરએફએલપી લેખનો સંદર્ભ લો. પ્રક્રિયા ટી-આરએફએલપી (આકૃતિ 1) કરવા માટે, લક્ષ્ય જનીન પસંદ કરવું આવશ્યક છે (દા. ત. આરએફએલપી). 16S rRNA જનીન) પી. સી. આર. દ્વારા વિસ્તૃત થાય છે. પી. સી. આર. પ્રતિક્રિયામાં ઉપયોગમાં લેવાતા ઓછામાં ઓછા એક પ્રાઇમરને 5 'ના છેડે ફ્લોરોસન્ટ રીતે લેબલ કરવામાં આવે છે. પી. સી. આર. પ્રવર્ધન પછી, દરેક નકલ કરેલ ડીએનએ વિભાગ ફ્લોરોસન્ટ લેબલ ધરાવે છે. આગળ, પ્રતિબંધ ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ ચોક્કસ ઓળખ સ્થળો પર વિસ્તૃત ડીએનએને કાપવા માટે થાય છે. અંતર્ગત ધારણા એ છે કે નમૂનામાંના દરેક સૂક્ષ્મજીવનો લક્ષ્ય જનીન પર અલગ ક્રમ હશે, તેથી પ્રતિબંધ ઉત્સેચક દરેક સૂક્ષ્મજીવના ડીએનએને અલગ જગ્યાએ કાપી નાખશે. (દરેક અલગ પ્રતિબંધ સ્થળ એક જ કાર્યકારી વર્ગીકરણ એકમ [ઓટીયુ] નું પ્રતિનિધિત્વ કરતું હોવાનું માનવામાં આવે છે). આમ, એન્ઝાઇમ નમૂનામાં હાજર દરેક પ્રકારના સુક્ષ્મજીવાણુ માટે એક ટુકડો લંબાઈ ઉત્પન્ન કરશે. પાચનનું પરિણામ એ વિવિધ લંબાઈના પ્રતિબંધ ટુકડાઓનો સમૂહ છે, જેમાંના દરેકને એક છેડે ફ્લોરોસન્ટલી લેબલ કરવામાં આવે છે. આને "અંતિમ ટુકડાઓ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે કારણ કે તેમને અંતે લેબલ કરવામાં આવે છે જ્યાં પી. સી. આર. પ્રાઇમર જોડાયેલ હોય છે. (લેબલ વગરના છેડાઓ અંતિમ વિશ્લેષણમાં નોંધવામાં આવતા નથી.) આગળ, ટુકડાઓને જેલ અથવા કેશિકા ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસ દ્વારા કદ દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે. લેસર ડિટેક્શન અંતિમ ટુકડાઓના કદ અને ફ્લોરોસન્સ-તીવ્રતાની પેટર્નને મેળવે છે. જાણીતા કદ અને ફ્લોરોસન્સના ડીએનએ ધોરણો વિશ્લેષણમાં સંદર્ભો તરીકે સમાવવામાં આવ્યા છે. ફ્લોરોસન્સ માટે લઘુતમ થ્રેશોલ્ડ સેટ કરીને, પૃષ્ઠભૂમિ અવાજને બાકાત રાખવામાં આવશે. ડેટા આઉટપુટ અને અર્થઘટન લેસર ડિટેક્શન સ્ટેપનું આઉટપુટ એક ઇલેક્ટ્રોફેરોગ્રામ છે જે શિખરોની શ્રેણી દર્શાવે છે, જેમાં આડી અક્ષ પર ટુકડાની લંબાઈ અને ઊભી અક્ષ પર ફ્લોરોસન્સની તીવ્રતા (આકૃતિ 1) છે. બીજું આઉટપુટ એ ડેટા ટેબલ છે જે ટુકડાઓના સ્થળાંતરનો સમય, દરેક શિખરની આધાર જોડીમાં કદ અને દરેક શિખરની ઊંચાઈ અને વિસ્તારની યાદી આપે છે. ટી-આર. એફ. એલ. પી. નો સૈદ્ધાંતિક આધાર ધારે છે કે આડી અક્ષ સાથે વિવિધ સ્થાનો પરના શિખરો વિવિધ પ્રકારના સજીવો (અથવા ઓટીયુ) નું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. દરેક ફ્લોરોસન્સ તીવ્રતાના શિખર હેઠળના વિસ્તાર સમુદાયમાં દરેક ફાયલોટાઇપની સંબંધિત વિપુલતા માટે એક પ્રોક્સી છે. જો કે, કેટલીક ચેતવણીઓ ધ્યાનમાં લેવી આવશ્યક છે. વિવિધ પ્રકારના સજીવો રસના જનીનમાં પ્રતિબંધ સ્થળ વહેંચી શકે છે; જો એમ હોય તો, આ સજીવોને ઇલેક્ટ્રોફેરોગ્રામ પર વિવિધ શિખરો તરીકે અલગ પાડવામાં આવશે નહીં. વધુમાં, શિખર નીચેનો વિસ્તાર સંપૂર્ણ વિપુલતાને બદલે સાપેક્ષ વિપુલતાને રજૂ કરે છે, અને વિપુલતાના માપન અને પી. સી. આર. વિસ્તરણમાં પૂર્વગ્રહ છે. ઉદાહરણ તરીકે, મૂળ કુલ ડીએનએ નમૂનામાં દુર્લભ સજીવોને અંતિમ વિશ્લેષણમાં શોધી કાઢવા માટે પૂરતા પ્રમાણમાં વિસ્તૃત કરવામાં આવશે નહીં. આ સામુદાયિક વિવિધતાને ઓછો અંદાજ આપવા તરફ દોરી જાય છે. લિયુ એટ અલ. અન્ય સંભવિત પરિબળોનો ઉલ્લેખ કરો જે પરિણામોને વિકૃત કરી શકે છે, જેમાં "સેલ લિસિસ, ડીએનએ નિષ્કર્ષણ અને પીસીઆર એમ્પ્લીફિકેશન દરમિયાન રજૂ કરવામાં આવેલી પ્રજાતિઓ અને પૂર્વગ્રહ વચ્ચે જનીન નકલ સંખ્યામાં તફાવત" (પૃષ્ઠ 4521) નો સમાવેશ થાય છે. જેઓ વિગતવાર તકનીકી માહિતી મેળવવા માંગે છે, તેમના માટે માર્શ સંભવિત પૂર્વગ્રહની સૂચિ પ્રદાન કરે છે જે ટી-આરએફએલપી પ્રક્રિયાના દરેક તબક્કામાં રજૂ કરી શકાય છે. ફાયદા અને ગેરફાયદા ટી-આર. એફ. એલ. પી. ના મુખ્ય ફાયદા એ છે કે તે ઝડપી છે અને સરળતાથી ઘણા નમૂનાઓને સમાવી શકે છે. ઉપરાંત, વિઝ્યુઅલ આઉટપુટ વિવિધ નમૂનાઓમાં સમુદાય માળખાની પેટર્નની સરખામણીને સરળ બનાવે છે. એક ગેરલાભ એ ડેટા આઉટપુટની વ્યાપક, ગુણાત્મક પ્રકૃતિ છે, જેનું ઉપરોક્ત ચેતવણીઓને ધ્યાનમાં રાખીને અર્થઘટન કરવું આવશ્યક છે. ઉપરાંત, ટી-આર. એફ. એલ. પી. દ્વારા નમૂનામાં સૂક્ષ્મજીવાણુઓની સીધી ઓળખ શક્ય નથી. એપ્લિકેશન્સ ડિસાયાથાનોવાટ એટ અલ. થાઇલેન્ડમાં મધમાખીની બે પ્રજાતિઓમાં માઇક્રોબાયલ આંતરડા સમુદાય અથવા માઇક્રોબાયોમનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે ટી-આરએફએલપીનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. તેમને જાણવા મળ્યું કે બંને પ્રજાતિઓ વિવિધ માઇક્રોબાયલ સમુદાયોને આશ્રય આપે છે અને મધમાખીઓના જીવનકાળ દરમિયાન માઇક્રોબાયોમ બદલાય છે. જુ એટ અલ. ફાયટોપ્લાંકટન મોનિટરિંગ માટેની પદ્ધતિ તરીકે ટી-આરએફએલપીનું પરીક્ષણ કર્યું. લેખકોએ સમય શ્રેણીમાં જળાશયોમાંથી પર્યાવરણીય પાણીના નમૂનાઓ એકત્રિત કર્યા. જાણીતા અંતિમ પ્રતિબંધના ટુકડાઓ (સંસ્કૃતિઓમાંથી બનેલા ડેટાબેઝમાંથી) સાથેના નમૂનાઓની સરખામણી કર્યા પછી, તેઓએ તારણ કાઢ્યું કે ટી-આર. એફ. એલ. પી. નો ઉપયોગ ફાયટોપ્લાંકટન સમુદાયમાં ફેરફારોની દેખરેખ માટે એક તકનીક તરીકે અસરકારક રીતે થઈ શકે છે. જો કે, વિવિધતા અને વિપુલતાના અંદાજો અન્ય પદ્ધતિઓ દ્વારા મળેલા અંદાજો કરતાં ઓછા સચોટ હોવાનું જણાયું હતું. ડિનેચ્યુરિંગ ગ્રેડિયન્ટ જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસ (DGGE) પ્રક્રિયા ડિનેચ્યુરિંગ ગ્રેડિયન્ટ જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસ (DGGE) એક માઇક્રોબાયલ ફિંગરપ્રિન્ટિંગ તકનીક છે જે અનુક્રમ ગુણધર્મો (આકૃતિ 2) ના આધારે આશરે સમાન કદના એમ્પ્લિકોનને અલગ કરે છે. આ ગુણધર્મો એ થ્રેશોલ્ડ નક્કી કરે છે કે જેના પર ડીએનએ વિકૃત થાય છે. DGGE જેલ ગ્રેડિયન્ટ DNA ડિનેચ્યુરેન્ટ (યુરિયા અને ફોર્મામાઇડનું મિશ્રણ) અથવા રેખીય તાપમાન ગ્રેડિયન્ટનો ઉપયોગ કરે છે. જ્યારે ટુકડો તેના ગલનબિંદુ (પૂરતા પ્રમાણમાં ડિનેચ્યુરેન્ટની સીમા) સુધી પહોંચે છે, ત્યારે તે આગળ વધવાનું બંધ કરે છે. આ એ હકીકતને કારણે છે કે આંશિક રીતે ઓગળેલા ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ હવે જેલમાંથી સ્થળાંતર કરી શકશે નહીં. જી. સી. ક્લેમ્પ (ઉચ્ચ જી. સી. સામગ્રી સાથે લગભગ 40 બેઝ) નો ઉપયોગ પી. સી. આર. ના ટુકડાઓ એકવાર વિકૃત થઈ જાય પછી તેમને એકસાથે લંગર કરવા માટે વિશેષ પ્રાઇમર તરીકે થાય છે. ડેટા આઉટપુટ અને અર્થઘટન જેલ પરની દરેક લેન એક માઇક્રોબાયલ સમુદાયનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. નમૂનાઓ વચ્ચે વહેંચાયેલ બેન્ડ સમાન કદના હોય છે અને જેલ પર લગભગ સમાન સ્થિતિ ધરાવે છે. જનીન પ્રકારો કે જે માઇક્રોબાયલ સમુદાયના નમૂનાઓમાં વહેંચાયેલા નથી તે અન્ય લોકો સાથે આડી રીતે મેળ ખાતા નથી. ઉદાહરણ તરીકે, જો રસ ધરાવતું જનીન 16S rRNA હોય, જેમ કે જ્યારે આ તકનીકનું પ્રથમ વર્ણન કરવામાં આવ્યું હતું, ત્યારે પીસીઆર-વિસ્તૃત ટુકડાઓ સમાન ઊભી સ્થિતિમાં હશે કારણ કે તે બધા લગભગ સમાન કદના છે. અન્ય લક્ષ્ય જનીનની લંબાઈમાં વધુ તફાવત હોઈ શકે છે, પરંતુ અસંતૃપ્ત ઢાળ નમૂનાઓ વચ્ચે વધુ તફાવત કરવા માટે બીજા તત્વ (ગલનબિંદુ) નો ઉપયોગ કરે છે. DGGE જેલ આધાર ક્રમના આધારે સમાન કદના જનીનોને અલગ કરશે. આ તકનીક દર્શાવે છે કે માઇક્રોબાયલ સમુદાયો વર્ગીકરણ રચનામાં કેટલી હદે સમાન અથવા અલગ છે. જેલ પર અલગ-અલગ સ્થાને દરેક પટ્ટો એક અલગ જાતિરૂપ (જાતિવૃત્તીય માર્કર જનીનનો એક અનન્ય ક્રમ) રજૂ કરે છે. માઇક્રોબાયલ સમુદાયો માટે આ પદ્ધતિ ઘણા વ્યક્તિગત 16S rRNA સિક્વન્સની રૂપરેખા આપે છે. જુદી જુદી આડી સ્થિતિઓ પરના પટ્ટાની સંખ્યાનો ઉપયોગ તે નમૂનામાં જૈવવિવિધતાના સ્તરનો અંદાજ કાઢવા અને જાતિજન્ય જોડાણનું અનુમાન કરવા માટે કરી શકાય છે. ફિલોજેનેટિક જોડાણ વિશે વધુ જાણવા માટે, કોઈ વ્યક્તિ જેલમાંથી તે બેન્ડને એક્સાઇઝ કરી શકે છે અને પછી તેમને ક્રમબદ્ધ કરી શકે છે. ફાયદા અને ગેરફાયદા ડીનેચ્યુરિંગ પ્રોફાઇલનો ઉપયોગ સમાન કદના ડીએનએ ટુકડાઓને અલગ કરવાની રીત તરીકે કામ કરે છે. આ સૂક્ષ્મજીવની વિવિધતાનું મૂલ્યાંકન કરવામાં ફાયદાકારક છે કારણ કે 16S rRNA જનીન બેક્ટેરિયલ ફાયલામાં કદમાં વધુ બદલાતું નથી. DGGE જેલ માઇક્રોબાયલ નમૂનામાં જૈવવિવિધતાને જોવાની ઝડપી રીત પ્રદાન કરે છે અને રસના બેન્ડને અનુક્રમિત કરવાના વિકલ્પને અટકાવતું નથી. આ પદ્ધતિ માટે સુક્ષ્મજીવાણુઓને પ્રયોગશાળામાં સંવર્ધિત કરવાની જરૂર નથી અને સંકરણ પદ્ધતિઓ માટે પ્રોબ્સ ડિઝાઇન કરવા માટે જરૂરી કોઈપણ અનુક્રમ ડેટાની જરૂર નથી. મુખ્ય ગેરલાભ એ છે કે આ જૈવવિવિધતાનું ગુણાત્મક મૂલ્યાંકન છે અને જાતિજન્ય સંબંધ વિશે તારણો કાઢવા માટે જનીનોને ક્રમબદ્ધ કરવા જોઈએ. બીજો ગેરલાભ એ છે કે જી. સી. ક્લેમ્પ દર વખતે જ્યારે તેનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવે ત્યારે તે બદલાઇ શકે છે. આ સમાન 16S rRNA ક્રમ માટે વિવિધ DGGE રૂપરેખાઓની સંભાવના તરફ દોરી જાય છે. એપ્લિકેશન્સ સ્ટીફન એટ અલ. જમીનમાં પ્રોટીઓબેક્ટેરિયાના ઝડપી વિશ્લેષણ માટે DGGE નો ઉપયોગ કર્યો. તેમણે વિવિધ પીએચ મૂલ્યો પર 36 વર્ષ સુધી જાળવવામાં આવેલી માટીમાંથી તેમના પર્યાવરણીય નમૂનાઓમાં માઇક્રોબાયલ વિવિધતાનું પ્રારંભિક મૂલ્યાંકન મેળવ્યું હતું. તેમણે કુદરતી વસ્તી વિશે વધુ વિગતો મેળવવા માટે ડી. જી. જી. ઈ. અને સંકરણ તકનીકોને ડીએનએના ટુકડાઓની તપાસ કરીને જોડી હતી. આ અભ્યાસમાં, તેઓ નજીકથી સંબંધિત બેક્ટેરિયાના પ્રકારો, બધા ઓટોટ્રોફિક β-પ્રોટિઓબેક્ટેરિયલ એમોનિયા ઓક્સિડાઇઝર્સના જૂથને જોઈ રહ્યા હતા. જ્યારે જેલ ખતમ થઈ જાય ત્યારે 16S આર. ડી. એન. એ. નમૂનાઓમાં અસ્પષ્ટ ઓવરલેપિંગ બેન્ડ જોવા મળે છે. અસ્પષ્ટ ઓવરલેપિંગ બેન્ડને ક્લસ્ટર-વિશિષ્ટ રેડિયોલાબેલ્ડ પ્રોબ્સ સાથે અલગ કરવામાં આવ્યા હતા, જેનાથી નમૂનાઓમાં વિવિધ જીનોટાઇપ્સની સાપેક્ષ વિપુલતાની માહિતી મળી હતી. વોર્ડ એટ અલ. એરોબિક કેમોર્ગાનોટ્રોફિક વસ્તીના 16S rRNA જનીન વિભાગોના DGGE વિશ્લેષણનો ઉપયોગ કરીને યલોસ્ટોન હોટ સ્પ્રિંગમાં સાયનોબેક્ટેરિયલ સાદડી સમુદાયોની તપાસ કરી. ડી. જી. જી. ઈ. એ તેમને વિવિધતાની નવી સમજ મેળવતા સમુદાયની રૂપરેખા તૈયાર કરવાની મંજૂરી આપી. તેઓએ શુદ્ધિકરણ અને અનુક્રમણિકા દ્વારા રસના બેન્ડની લાક્ષણિકતા દર્શાવી અને ઘણા વંશજોને શોધી કાઢ્યા જે અગાઉ હાજર ન હતા. (ઓટોમેટેડ) રાઇબોસોમલ ઇન્ટરજેનિક સ્પેસર એનાલિસિસ (એઆરઆઈએસએ) પ્રોસિજર (ઓટોમેટેડ) રાઇબોસોમલ ઇન્ટરજેનિક સ્પેસર એનાલિસિસ, અથવા (એ) આરઆઇએસએ (આકૃતિ 3), એ હકીકતનો લાભ લે છે કે પ્રોકેરીયોટિક ડીએનએ બે અત્યંત સંરક્ષિત જનીનો, 16એસઆરએનએ જનીન અને 23એસઆરએનએ જનીન માટે એન્કોડ કરે છે. આ આર. આર. એન. એ. ઓપેરોનમાં નાના અને મોટા પેટા એકમોના જનીનોને એન્કોડ કરે છે. આ બે જનીનો વચ્ચે, એક આંતરિક ટ્રાન્સક્રાઇબ્ડ સ્પેસર (આઇ. ટી. એસ.) વિસ્તાર છે. તે પ્રોટીન માટે બિન-કોડિંગ છે તે હકીકતને કારણે, તે અત્યંત પરિવર્તનશીલ ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમ અને લંબાઈ છે. એકવાર સમુદાયમાંથી ડીએનએ અલગ થઈ જાય પછી, પી. સી. આર. આ સ્પેસર ક્ષેત્રને વિસ્તૃત કરે છે. ટુકડાઓ જેલ (આરઆઇએસએ) પર સમાપ્ત થઈ શકે છે, અથવા ફ્લોરોસન્ટ પ્રાઇમરને ઇલેક્ટ્રોફેરોગ્રામ (એઆરઆઇએસએ) પર વિવિધ ટુકડાઓની લંબાઈની વિપુલતામાં શિખરોમાં અનુવાદિત કરી શકાય છે. ડેટા આઉટપુટ અને અર્થઘટન ચલ બિન-કોડિંગ પ્રદેશોને કારણે, આરઆઇએસએ માટેનું આઉટપુટ વિવિધ બેન્ડિંગ પેટર્ન સાથેનું એક જેલ છે, અને એઆરઆઇએસએ માટેનું આઉટપુટ વિવિધ શિખરો (ટી-આરએફએલપી જેવું) સાથેનું ઇલેક્ટ્રોફેરોગ્રામ છે. ફ્લોરોસન્ટ લેબલવાળા પ્રાઇમરની ચમક સમુદાયમાં તે બેક્ટેરિયાનો પ્રકાર કેટલો પ્રચલિત છે તેની સાથે સંકળાયેલી છે. જેલ પરની બેન્ડિંગ પેટર્નને સમુદાય-વિશિષ્ટ રૂપરેખા તરીકે અર્થઘટન કરી શકાય છે. દરેક ડીએનએ બેન્ડ અથવા શિખર તે જીવતંત્રના ઓછામાં ઓછા એક પ્રતિનિધિને સૂચવે છે. આર. આઈ. એસ. એ. માં, જેલ પરના પટ્ટાઓ કે જે લંબાઈમાં મેળ ખાતા નથી તે સમુદાયમાં વિવિધ સજીવોને રજૂ કરે છે કારણ કે તેમની પાસે બે અત્યંત સંરક્ષિત જનીનો વચ્ચે અલગ અલગ અવકાશ પ્રદેશો છે. ઇલેક્ટ્રોફેરોગ્રામ નમૂનામાં તે સ્પેસર ક્ષેત્રની સાપેક્ષ વિપુલતા સાથે સંબંધિત શિખરો દર્શાવે છે. ફાયદા અને ગેરફાયદા એ. આર. આઈ. એસ. એ. ટી.-આર. એફ. એલ. પી. ની સરખામણીમાં માઇક્રોબાયલ વિવિધતા શોધવામાં ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશન ધરાવી શકે છે. આ ફિંગરપ્રિન્ટિંગ પદ્ધતિ માઇક્રોબાયલ વિવિધતાનો અંદાજ કાઢવા માટેની ઝડપી અને સંવેદનશીલ પદ્ધતિ છે. અવલોકન કરેલ લંબાઈની વૈવિધ્યતાને સંવર્ધનક્ષમ સજીવો સાથે ઓવરલેપ કરવા માટેના ડેટાબેઝ સાથે સરખાવી શકાય છે. ફિલોજેનેટિક જૂથો સંબંધિત પ્રશ્નોના જવાબ મેળવવા માટે ફાઇલમ-સ્તરના ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઇડ પ્રાઇમરની રચના કરી શકાય છે. એ. આર. આઈ. એસ. એ. નો એક ગેરલાભ એ હકીકત છે કે એક જ જીવતંત્ર સમુદાય પ્રોફાઇલમાં એકથી વધુ શિખરનું યોગદાન આપી શકે છે. બિનસંબંધિત સજીવોની અંતર લંબાઈ પણ સમાન હોઈ શકે છે, જે સમુદાયની વિવિધતાને ઓછો અંદાજ તરફ દોરી જાય છે. આ પૂર્વગ્રહને કારણે, સંશોધકો સરેરાશ મૂલ્યાંકન મેળવવા માટે ઘણીવાર દરેક સમુદાયના બહુવિધ નમૂનાઓ પર આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે. એપ્લિકેશન્સ રેન્જાર્ડ એટ અલ. અભ્યાસના પ્રકારોના કેટલાક ઉદાહરણોની ચર્ચા કરો જેમાં આરઆઇએસએનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. તેઓ ઘણા અભ્યાસોનો ઉલ્લેખ કરે છે જેમણે એન્ટિબાયોટિક સારવાર, પારાના તણાવ અને વનનાબૂદી જેવી વિક્ષેપોને પગલે ફિંગરપ્રિન્ટ બેક્ટેરિયલ સમુદાયો માટે આ તકનીકનો ઉપયોગ કર્યો છે. તેમણે ફૂગના સમુદાયોની લાક્ષણિકતા માટે એઆરઆઈએસએનો સફળ ઉપયોગ પણ દર્શાવ્યો હતો, જે માઇક્રોબાયલ ઇકોલોજીનું એક પાસું છે જેનું સંપૂર્ણ સંશોધન કરવાનું બાકી છે. સ્ક્લોસ એટ અલ. પર્યાવરણીય ચલોનું પરીક્ષણ કરીને અને તેમને ખાતરના ઢગલાના માઇક્રોબાયલ ઇકોલોજીમાં ફેરફારો સાથે જોડતા એક અભ્યાસ હાથ ધર્યો હતો. તેઓએ સમુદાય માળખાને રૂપરેખા આપવા અને ખાતર બનાવવાની પ્રક્રિયાના તબક્કાઓ પર માઇક્રોબાયલ ઉત્તરાધિકારને જોવા માટે એઆરઆઈએસએનો ઉપયોગ કર્યો. તેઓએ ડી. એન. એ. ના નમૂના લીધા અને પ્રક્રિયાના વિવિધ તબક્કાઓમાં સમુદાયના સભ્યોને ઓળખવા માટે 16S rRNA જનીનને અનુક્રમિત કર્યું. પછી તેઓએ સમુદાય-વ્યાપી ફેરફારોને જોવા માટે એ. આર. આઈ. એસ. એ. નો ઉપયોગ કર્યો અને પછી આ માઇક્રોબાયલ સમુદાયના સભ્યોને ઓળખવા માટે સૌથી સામાન્ય એ. આર. આઈ. એસ. એ. ટુકડાઓ સાથે 16 એસ. આર. આર. એન. એ. જનીન ક્રમને સરખાવ્યો. સંદર્ભો જૈવવિવિધતા પર્યાવરણીય સૂક્ષ્મજીવવિજ્ઞાન આનુવંશિક તકનીકો મોલેક્યુલર બાયોલોજી તકનીકો