Automated microbiome extraction: bias-free, highthroughput, quality results

人类微生物组不再处于生物学研究的幕后。微生物组具有多样性、规模大、活跃的特点，已从幕后走到了聚光灯下，并且其在人类健康方面的广泛作用越来越受到人们的重视，包括传染病、昼夜节律和心理状况。自动化可以在关键的核酸提取步骤中无偏见地支持这一新兴领域。
高质量的DNA提取依赖于有效的裂解，这对于包含多种生物的微生物组样本来说尤其具有挑战性。一些生物体比较坚固，对裂解具有更强的抵抗力，而其他生物体则更容易受到裂解。如果裂解方法无法克服这些差异，坚固的物种将产生较少的DNA，而更容易受到裂解的物种将产生更多的DNA，从而导致下游分析中的代表性偏差。

常用的两种主要的裂解方法包括：酶或试剂裂解和机械裂解。本应用说明使用在ZymoBIOMICS 96 Magbead DNA Kit中进行的基于珠子的机械裂解技术。ZymoBIOMICS试剂盒使用超高密度的BashingBeadsTM来提供微生物物种的均匀裂解，并且与自动化配合良好，因为珠子预装在样品准备管中。
自动化提供了对DNA提取的进一步改进。除了裂解挑战外，手动DNA提取协议既耗时又容易因错误和实验室技术人员之间的差异而产生变化。自动化程序可以消除差异并提高通量，但必须小心校准以确保DNA的产量和纯度良好。

本研究旨在评估OT-2核酸提取自动化工作站与ZymoBIOMICS 96 MagBead DNA试剂盒在微生物组学方面的性能。使用标准提取性能指标在典型的微生物组学粪便样本中评估产量和纯度。这些指标在自动化工作站和由训练有素的技术人员执行的手动程序之间进行了比较。此外，还测试了自动化工作站是否会在板孔之间发生交叉污染，并进行了多次测试以优化该试剂盒和系统的协议。
OT-2避免了提取偏差，并且提供与训练有素的技术人员执行的手动程序相当的产量和纯度。两种提取方法之间的交叉污染也相当。此外，还确定了几个调整方案，以通过OT-2自动化工作流程提高产量并减少周转时间。