Amerikanische Gesellschaft für Hirudotherapie

An efficient and robust laboratory workflow and tetrapod database for larger scale environmental DNA studies

Research article published in GigaScience (2019)

Zuletzt aktualisiert: 18. Juni 2026Geprüft von: ASH Editorial Board
Forschungsartikel – EvidenzreviewArtikelreferenz
Evidence: Research reportGenomik & ProteomikAxtner J et al. · GigaScience, 2019

Abstract

BACKGROUND: The use of environmental DNA for species detection via metabarcoding is growing rapidly. We present a co-designed lab workflow and bioinformatic pipeline to mitigate the 2 most important risks of environmental DNA use: sample contamination and taxonomic misassignment. These risks arise from the need for polymerase chain reaction (PCR) amplification to detect the trace amounts of DNA combined with the necessity of using short target regions due to DNA degradation. FINDINGS: Our high-throughput workflow minimizes these risks via a 4-step strategy: (i) technical replication with 2 PCR replicates and 2 extraction replicates; (ii) using multi-markers (12S,16S,CytB); (iii) a "twin-tagging," 2-step PCR protocol; and (iv) use of the probabilistic taxonomic assignment method PROTAX, which can account for incomplete reference databases. Because annotation errors in the reference sequences can result in taxonomic misassignment, we supply a protocol for curating sequence datasets. For some taxonomic groups and some markers, curation resulted in >50% of sequences being deleted from public reference databases, owing to (i) limited overlap between our target amplicon and reference sequences, (ii) mislabelling of reference sequences, and (iii) redundancy. Finally, we provide a bioinformatic pipeline to process amplicons and conduct PROTAX assignment and tested it on an invertebrate-derived DNA dataset from 1,532 leeches from Sabah, Malaysia. Twin-tagging allowed us to detect and exclude sequences with non-matching tags. The smallest DNA fragment (16S) amplified most frequently for all samples but was less powerful for discriminating at species rank. Using a stringent and lax acceptance criterion we found 162 (stringent) and 190 (lax) vertebrate detections of 95 (stringent) and 109 (lax) leech samples. CONCLUSIONS: Our metabarcoding workflow should help research groups increase the robustness of their results and therefore facilitate wider use of environmental and invertebrate-derived DNA, which is turning into a valuable source of ecological and conservation information on tetrapods.

Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.

Publication typeJournal ArticleResearch Support, Non-U.S. Gov't
Indexed MeSH termsComputational BiologyDNA Barcoding, TaxonomicDatabases, Nucleic AcidLaboratoriesMetagenomeMetagenomicsQuality ControlWorkflow

Zusammenfassung

The use of environmental DNA for species detection via metabarcoding is growing rapidly.

Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist

Diese Studie stellt einen Laborworkflow und eine bioinformatische Pipeline für Umwelt-DNA-Metabarcoding vor, die entwickelt wurden, um Probenkontamination und taxonomische Fehlzuordnung durch technische Replikation, Multimarker-Ansätze (12S, 16S, CytB), Twin-Tagging-PCR und probabilistische taxonomische Zuordnung mittels PROTAX zu minimieren. Die Pipeline wurde an DNA aus Wirbellosen von 1.532 Blutegeln aus Sabah, Malaysia, getestet und ergab 162 Wirbeltiernachweise unter stringenten Kriterien (aus 95 Blutegelproben) und 190 unter lockeren Kriterien (aus 109 Blutegelproben). Blutegel fungieren hier als passive Sammler von Wirbeltier-DNA für ökologisches Monitoring und Naturschutz-Monitoring und nicht als Gegenstand therapeutischer oder sekretombezogener Forschung. Diese Arbeit hat keine direkte Relevanz für die Hirudotherapie oder das Gebiet der ASH.

Zitation

An efficient and robust laboratory workflow and tetrapod database for larger scale environmental DNA studies

Axtner J et al. · GigaScience, 2019

Verwandter klinischer Kontext

Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: May 27, 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: 18. Juni 2026

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