Metaplatanus改善宏基因組組裝

宏基因組學(xué)通常涉及對(duì)只能被描述為“棘手”的 DNA 樣本進(jìn)行測(cè)序。這種 DNA 顯示出高度的異質(zhì)性，這會(huì)導(dǎo)致種間錯(cuò)誤組裝。這些錯(cuò)誤組裝威脅到宏基因組測(cè)序的目的，即通過在給定樣本中生成多個(gè)基因組草圖來全面研究基因庫。由于這些樣本中存在某些無法使用標(biāo)準(zhǔn)微生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行培養(yǎng)的生物，這個(gè)問題變得更加復(fù)雜。如何解決這一系列問題?

東京工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家現(xiàn)在有了答案。他們開發(fā)了一種名為 MetaPlatanus 的新型宏基因組組裝器，它可以生成準(zhǔn)確的 DNA 序列，包括未培養(yǎng)生物的 DNA 序列。他們的突破性發(fā)現(xiàn)已作為研究文章發(fā)表在Nucleic Acids Research 上。

MetaPlatanus 使用準(zhǔn)確的短 DNA 序列讀取來組裝重疊群。Contigs 是一段稍長的 DNA 序列，類似于較大基因組中的拼圖。通過重復(fù)使用諸如長距離序列鏈接、物種特異性序列組成、覆蓋深度和分箱信息等輸入，重疊群被組裝成更大的染色體尺度支架。

東京工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院助理教授、該研究的首席科學(xué)家 Rei Kajitani 博士解釋了基于 MetaPlatanus 的支架生成的輸入選擇，他說：“我們采用混合宏基因組組裝方法，不僅利用了短程和長程序列讀取的優(yōu)點(diǎn)，而且彌補(bǔ)了讀取長度和樣本本身帶來的缺點(diǎn)。”

他進(jìn)一步補(bǔ)充說：“我們已經(jīng)將分箱應(yīng)用于由難以組裝的區(qū)域(例如重復(fù)區(qū)域)劃分的鏈接序列。我們的方法是新穎的，因?yàn)榈侥壳盀橹?，分箱和組裝過程的組合尚未作為公共工具實(shí)施!”

Kajitani 博士和他的團(tuán)隊(duì)不遺余力地檢查 MetaPlatanus 生成的結(jié)果的準(zhǔn)確性。在這方面，他們使用已知細(xì)菌的模擬數(shù)據(jù)集執(zhí)行了一個(gè)稱為基準(zhǔn)測(cè)試的過程。毫不奇怪，MetaPlatanus 給出了高度連續(xù)的輸出，很少有種間錯(cuò)誤組裝。

值得注意的是，在使用已發(fā)表的人類腸道數(shù)據(jù)測(cè)試 MetaPlatanus 的準(zhǔn)確性時(shí)，它還組裝了許多生物學(xué)上重要的元素，包括編碼基因、基因簇、病毒序列和過半細(xì)菌基因組。

此外，與其他現(xiàn)有工具相比，只有 MetaPlatanus 能夠?qū)σ恍└哓S度細(xì)菌基因組進(jìn)行近乎完整的組裝，同時(shí)使用已發(fā)布的人類唾液數(shù)據(jù)進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試。

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