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美格基因|GeoChip发展史以及优势


北京联盟_本文原题：GeoChip发展史以及优势
一、GeoChip简介
GeoChip是由国际著名学者 ， 劳伦斯奖（The Ernest Orlando Lawrence Award, 2015）获得者周集中（Joe Jizhong Zhou）教授及其团队研发 ， 目前市场上唯一能同时鉴别和定量参与生物地球化学循环以及环境和生态响应过程关键的微生物功能基因/类群的高通量检测技术 。
二、GeoChip发展史
从2002年第一代芯片成功研发 ， 至今已升级至GeoChip 5.0版本 。 该技术作为年度百项最具创新的科学技术发明 ， 荣获美国R&D杂志2009年颁发的R&D100奖 。 应用该技术的各类理论和应用研究成果已发表超过1000篇SCI论文 ， 平均影响因子超过5.0 。
美格基因|GeoChip发展史以及优势
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图1 GeoChip的研发之路与技术升级

三、检测的功能类群
生物地球化学过程（cyclings of carbon, nitrogen, sulfur and phosphorus）
能量循环（electron transfer）
环境胁迫与抗性（metal homeostasis, stress response）
有机污染物的生物降解（organic remediation）
环境毒素相关的功能（antibiotic resistance, environ toxins, virulence protein）
级次代谢相关的功能（antioxidant enzyme, pigments, plant hormone）
与病毒相关的功能（structural and replication）
其他功能类别（CRISPR, phylogenetic）
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图2 GeoChip 5.0版本所涵盖的功能基因家族及其功能基因探针

目前GeoChip 5.0商品化芯片主要提供60K（60,000个探针）和180 K（180,000个探针）两种格式 ， 其所含探针的具体信息见美格基因官网 。
四、GeoChip优势
GeoChip是根据微生物相关的各类功能基因独立设计特异性的探针 ， 能极大地降低动植物宿主基因组干扰 ， 且具有平行样品间结果高重现性和高灵敏度的特点 ， 适用于探索已知基因及物种的未知规律 。 相较于测序的宏基因组技术 ， GeoChip具有自动化的杂交试验流程和计算机设计/分析平台 ， 无需PCR扩增以及文库构建等步骤 ， 项目周期短；GeoChip数据简单易懂 ， 可直接用于各类统计分析 。
美格基因|GeoChip发展史以及优势
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图3 GeoChip与第二代测序相比具有更高的重复性和稳定性
美格基因|GeoChip发展史以及优势
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图4 GeoChip（封闭系统）与测序（开放系统）的对比

想了解更多 ， GeoChip相关介绍文献如下：
[1] Zhou J, He Z, Yang Y, Deng Y, Tringe SG, Alvarez-Cohen L. High-throughput metagenomic technologies for complex microbial community analysis: open and closed formats. mBio, 2015, 6(1):e02288-14.
Tu Q, Yu H, He Z, Deng Y, Wu L, Van Nostrand JD, Zhou A, Voordeckers J, Lee YJ, Qin Y, Hemme CL, Shi Z, Xue K, Yuan T, Wang A, Zhou J. GeoChip 4 a functional gene-array-based high-throughput environmental technology for microbial community analysis. Molecular Ecology Resources, 2014, 14(5): 914-928.
[2] Zhou J, He Z, Van Nostrand JD, Wu L, Deng Y. Applying GeoChip Analysis to Disparate Microbial Communities. Microbe, 2010, 5(2):60-65.
[3] He Z, Deng Y, Van Nostrand JD, Tu Q, Xu M, Hemme CL, Li X, Wu L, Gentry TJ, Yin Y, Liebich J, Hazen TC, Zhou J. GeoChip 3.0 as a high-throughput tool for analyzing microbial community composition, structure and functional activity. The ISME Journal, 2010, 4(9): 1167-1179.


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