ເມຕຕາໂນມິກ
ສົມບູນ, ປິດ genomes ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຈາກ microbiomes ໂດຍໃຊ້ nanopore sequencing
ລໍາດັບ Nanopore |Metagenomics |MAGs |Bacterial genome circularization |microbiota ລໍາໄສ້
ຈຸດເດັ່ນ
1. ວິທີການໃຫມ່ເພື່ອສະກັດເອົາຊິ້ນສ່ວນຍາວຂອງ DNA ໄດ້ຖືກນໍາສະເຫນີໃນການສຶກສານີ້, ເຊິ່ງໄດ້ບັນລຸການສະກັດເອົາ microgram ຂອງບໍລິສຸດ, HMW DNA ທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບລໍາດັບອ່ານຍາວຈາກ 300 mg ຂອງອາຈົມ.
2. ຂັ້ນຕອນການເຮັດວຽກປະກອບ, ເຄື່ອງກຶງ, ໄດ້ຖືກນໍາສະເຫນີໃນການສຶກສານີ້, ບ່ອນທີ່ MAGs ໄດ້ຖືກປະກອບໂດຍການອ່ານຍາວແລະແກ້ໄຂໂດຍການອ່ານສັ້ນ.
3.Lathe ໄດ້ຖືກປະເມີນໂດຍການປະສົມ mock.ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ 7 ໃນ 12 ໄດ້ຖືກປະກອບເຂົ້າເປັນ contigs ດຽວຢ່າງສໍາເລັດຜົນແລະ 3 ໄດ້ຖືກລວບລວມເຂົ້າໄປໃນສີ່ຫຼືນ້ອຍກວ່າ contigs.
4.Lathe ໄດ້ຖືກນໍາໄປໃຊ້ຕື່ມອີກກັບຕົວຢ່າງອາຈົມ, ເຊິ່ງໄດ້ສ້າງ 20 genomes circularized, ລວມທັງ Prevotella copri ແລະຜູ້ສະຫມັກ Cibiobacter sp., ເຊິ່ງເປັນທີ່ຮູ້ຈັກສໍາລັບການອຸດົມສົມບູນໃນອົງປະກອບທາງພັນທຸກໍາມືຖື.
ຜົນສໍາເລັດຕົ້ນຕໍ
ອະນຸສັນຍາການສະກັດເອົາ HWM DNA
ການສຶກສາ metagenomic gut ໂດຍອີງໃສ່ລໍາດັບທີ່ອ່ານໄດ້ດົນນານໄດ້ຮັບຄວາມເສຍຫາຍຈາກຄວາມແຂງກະດ້າງໃນການສະກັດເອົານ້ໍາຫນັກໂມເລກຸນສູງ (HMW) DNA ຈາກອາຈົມ.ໃນການສຶກສານີ້, ອະນຸສັນຍາການສະກັດເອົາ enzyme ໄດ້ຖືກນໍາສະເຫນີເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການຕັດອອກຢ່າງກວ້າງຂວາງໂດຍການຕີລູກປັດໃນວິທີການພື້ນເມືອງ.ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຕໍ່ໄປນີ້, ຕົວຢ່າງທໍາອິດໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວດ້ວຍ cocktail ຂອງ enzymes, ລວມທັງ enzyme lytic, MetaPolyzyme, ແລະອື່ນໆເພື່ອທໍາລາຍຝາຂອງເຊນ.DNA ທີ່ຖືກປ່ອຍອອກມາໄດ້ຖືກສະກັດໂດຍລະບົບ Phenol-chloroform, ຕິດຕາມດ້ວຍການຍ່ອຍອາຫານ Proteinase K ແລະ RNase A, ການກັ່ນຕອງຕາມຖັນແລະການຄັດເລືອກຂະຫນາດ SPRI.ວິທີການນີ້ຄຸ້ມຄອງເພື່ອໃຫ້ຜົນຜະລິດ micrograms ຂອງ HMW DNA ຈາກອາຈົມ 300 m, ເຊິ່ງປະຕິບັດຕາມຄວາມຕ້ອງການລໍາດັບທີ່ອ່ານມາດົນນານໃນດ້ານຄຸນນະພາບແລະປະລິມານ.
ຮູບທີ 1. ໂຄງການສະກັດເອົາ HWM DNA
ໂຄງການໄຫຼຂອງເຄື່ອງກັ່ນ
ດັ່ງທີ່ໄດ້ອະທິບາຍໄວ້ໃນຮູບຕໍ່ໄປນີ້, ເຄື່ອງກຶງປະກອບດ້ວຍຂະບວນການທີ່ມີຢູ່ແລ້ວຂອງຂະບວນການເອີ້ນພື້ນຖານໂດຍໃຊ້ Guppy.ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ສອງເຄື່ອງປະກອບທີ່ອ່ານຍາວແມ່ນຜະລິດໂດຍ Flye ແລະ Canu ແຍກຕ່າງຫາກ, ຕາມດ້ວຍການກວດສອບແລະການໂຍກຍ້າຍທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງ.ສອງສະພາປະກອບຍ່ອຍໄດ້ຖືກລວມເຂົ້າກັນຢ່າງໄວວາ.ເມື່ອລວມເຂົ້າກັນ, ສະພາແຫ່ງຂະຫນາດໃຫຍ່ໃນລະດັບ megabase ຈະຖືກກວດສອບການແຜ່ກະຈາຍ.ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ການປັບປຸງຄວາມເຫັນດີເຫັນພ້ອມໃນສະພາແຫ່ງເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນດໍາເນີນການດ້ວຍການອ່ານສັ້ນໆ.genomes ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ປະກອບສຸດທ້າຍແມ່ນໄດ້ຖືກປຸງແຕ່ງສໍາລັບການກວດສອບແລະການໂຍກຍ້າຍທີ່ຜິດພາດສຸດທ້າຍ.
ຮູບທີ 2. ການໄຫຼຂອງໂຄງປະກອບການເຄື່ອງກຶງ
ການປະເມີນຜົນຂອງເຄື່ອງກຶງທີ່ມີການປະສົມເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ mock
ການປະສົມມາດຕະຖານ ATCC 12 ຊະນິດທີ່ປະກອບດ້ວຍເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ Gram-positive ແລະ Gram-negative ໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອປະເມີນປະສິດທິພາບຂອງເວທີການຈັດລຳດັບ nanopore ແລະເຄື່ອງກຶງໃນການປະກອບ MAG.ຂໍ້ມູນທັງໝົດ 30.3 Gb ຖືກສ້າງຂື້ນໂດຍເວທີ nanopore ທີ່ມີ N50 ຂອງ 5.9 kb.ເຄື່ອງກຶງປັບປຸງການປະກອບ N50 ເປັນ 1.6 ຫາ 4 ເທົ່າເມື່ອປຽບທຽບກັບເຄື່ອງມືປະກອບທີ່ອ່ານຍາວອື່ນໆແລະ 2 ຫາ 9 ເທົ່າເມື່ອທຽບກັບເຄື່ອງມືປະກອບແບບປະສົມ.ຂອງ 12 genomes ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ, ເຈັດໄດ້ຖືກປະກອບເຂົ້າໄປໃນ contigs ດຽວ (ຮູບ 3. Circos ມີຈຸດສີດໍາ).ອີກສາມອັນໄດ້ຖືກປະກອບເປັນສີ່ຫຼືນ້ອຍກວ່າ contigs, ເຊິ່ງການປະກອບທີ່ບໍ່ຄົບຖ້ວນທີ່ສຸດມີ 83% ຂອງ genome ໃນ contig ດຽວ.
ຮູບທີ 3. ການປະກອບພັນທຸກໍາໃນສ່ວນປະສົມຂອງແບັກທີເລຍ 12 ຊະນິດທີ່ກຳນົດໄວ້
ການນຳໃຊ້ເຄື່ອງກຶງໃນຕົວຢ່າງອາຈົມ
ວິທີການນີ້ໄດ້ຖືກ ນຳ ໃຊ້ຕື່ມອີກກັບຕົວຢ່າງອາຈົມຂອງມະນຸດເພື່ອປຽບທຽບການລະບຸຕົວຕົນແລະການປະກອບຂອງສິ່ງມີຊີວິດທີ່ຕິດພັນກັບວິທີການທີ່ມີຢູ່, ການອ່ານຟັງແລະການວິເຄາະໂດຍອີງໃສ່ການອ່ານສັ້ນ.ຈາກສາມຕົວຢ່າງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ, ການສະກັດເອົາຈາກ enzyme ໃຫມ່ໃຫ້ຜົນຜະລິດຢ່າງຫນ້ອຍ 1 μgຕໍ່ 300 mg ຂອງມະຫາຊົນປ້ອນຂໍ້ມູນ.ລໍາດັບ Nanopore ຂອງ HMW DNA ເຫຼົ່ານີ້ສ້າງການອ່ານຍາວດ້ວຍ N50 ຂອງ 4.7 kb, 3.0kb ແລະ 3.0kb ຕາມລໍາດັບ.ໂດຍສະເພາະ, ວິທີການປະຈຸບັນສະແດງໃຫ້ເຫັນທ່າແຮງທີ່ຍິ່ງໃຫຍ່ໃນການກວດຫາຈຸລິນຊີທຽບກັບວິທີການທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ.ຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງ alpha ລະດັບຊະນິດທີ່ຂ້ອນຂ້າງສູງໄດ້ຖືກສະແດງຢູ່ທີ່ນີ້ເມື່ອປຽບທຽບກັບການອ່ານສັ້ນ ແລະອ່ານຄລາວ.ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ທຸກໆຊະນິດຈາກການວິເຄາະການອ່ານສັ້ນ, ເຖິງແມ່ນວ່າໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, ອົງການຈັດຕັ້ງ Gram-positive ທີ່ທົນທານຕໍ່ lysis, ໄດ້ຖືກຟື້ນຟູໂດຍວິທີນີ້.
ຮູບ 4. ຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງ Alpha ແລະອົງປະກອບ taxanomic ກໍານົດໂດຍ Nanopore, ວິທີການອ່ານສັ້ນແລະອ່ານຄລາວ
ເຄື່ອງກຶງໃຫ້ຜົນຜະລິດ N50 ທັງໝົດທີ່ຍາວກວ່າການປະກອບແບບອ່ານສັ້ນ ແລະອ່ານຟັງ, ເຖິງວ່າຈະມີຂໍ້ມູນດິບຕ່ຳກວ່າສາມຫາຫົກເທົ່າ.ຮ່າງ genomes ໄດ້ຖືກຜະລິດໂດຍ contig binning, ໃນສະບັບຮ່າງໄດ້ຖືກຈັດປະເພດເປັນ "ຄຸນນະພາບສູງ" ຫຼື "ບາງສ່ວນ" ໂດຍອີງໃສ່ຄວາມສົມບູນ, ການປົນເປື້ອນ, genes core ສໍາເນົາດຽວ, ແລະອື່ນໆ. ເພື່ອອ່ານສັ້ນ ແລະອ່ານຄລາວ.
ຮູບທີ 5. ຄວາມຕໍ່ເນື່ອງຂອງອົງປະກອບຂອງແຕ່ລະອະໄວຍະວະ
ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ວິທີການປະກອບໃນປະຈຸບັນແມ່ນສາມາດໃຫ້ຜົນໄດ້ຮັບຂອງ genomes ທີ່ປິດ, ວົງ.ໃນຕົວຢ່າງອາຈົມ, ແປດພັນທຸ ກຳ ທີ່ມີເຊື້ອສາຍດຽວມີຄຸນນະພາບສູງໄດ້ຖືກປະກອບແລະຫ້າຂອງເຫຼົ່ານີ້ບັນລຸຜົນຂອງການໄຫຼວຽນຂອງ percise.ວິທີການອ່ານຍາວຍັງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມສາມາດທີ່ຫນ້າປະທັບໃຈໃນການແກ້ໄຂອົງປະກອບທີ່ຊ້ໍາກັນໃນ genomes.ວົງມົນP. coprigenome ໄດ້ຖືກສ້າງຂື້ນໂດຍວິທີການນີ້, ເຊິ່ງໄດ້ຮູ້ວ່າມີລະດັບສູງຂອງການຊໍ້າຊ້ອນລໍາດັບ.ການປະກອບທີ່ດີທີ່ສຸດຂອງ genome ນີ້ໂດຍ short-read ແລະ read-cloud ບໍ່ເຄີຍເກີນ N50 ຂອງ 130 kb, ເຖິງແມ່ນວ່າມີຄວາມເລິກການຄຸ້ມຄອງຂອງ 4800X.ອົງປະກອບຈໍານວນສໍາເນົາສູງເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ຮັບການແກ້ໄຂຢ່າງສົມບູນໂດຍວິທີການອ່ານຍາວ, ເຊິ່ງມັກຈະພົບເຫັນຢູ່ໃນຈຸດແຕກຫັກຂອງສະພາແຫ່ງການອ່ານສັ້ນຫຼືອ່ານຟັງ.genome ປິດອີກອັນຫນຶ່ງໄດ້ຖືກລາຍງານໃນການສຶກສານີ້, ເຊິ່ງເຊື່ອວ່າເປັນສະມາຊິກຂອງທີ່ໄດ້ອະທິບາຍບໍ່ດົນມານີ້ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍclade.ຫ້າ phage putative ໄດ້ຖືກກໍານົດຢູ່ໃນສະພາແຫ່ງປິດນີ້, ຕັ້ງແຕ່ 8.5 ຫາ 65.9 kb.
ຮູບ 6. ແຜນວາດ Circos ຂອງ genomes ປິດຂອງ P.copri ແລະ Cibiobacter sp.
ອ້າງອິງ
Moss, EL, Maghini, DG, & Bhatt, AS (2020).ສົມບູນ, ປິດ genomes ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຈາກ microbiomes ໂດຍໃຊ້ nanopore sequencing.ເຕັກໂນໂລຊີຊີວະພາບທໍາມະຊາດ,38(6), 701-707.
ເທັກໂນໂລຍີ ແລະຈຸດເດັ່ນ ມີຈຸດປະສົງເພື່ອແບ່ງປັນການ ນຳ ໃຊ້ທີ່ປະສົບຜົນ ສຳ ເລັດໃນບໍ່ດົນມານີ້ຂອງເຕັກໂນໂລຢີການຈັດລໍາດັບທີ່ຜ່ານລະດັບສູງທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນສະ ໜາມ ການຄົ້ນຄວ້າຕ່າງໆເຊັ່ນດຽວກັນກັບແນວຄວາມຄິດທີ່ສະຫຼາດໃນການອອກແບບທົດລອງແລະການຂຸດຄົ້ນຂໍ້ມູນ.
ເວລາປະກາດ: ມັງກອນ-07-2022