మెటాజెనోమిక్స్
నానోపోర్ సీక్వెన్సింగ్ ఉపయోగించి మైక్రోబయోమ్‌ల నుండి పూర్తి, క్లోజ్డ్ బ్యాక్టీరియల్ జన్యువులు
నానోపోర్ సీక్వెన్సింగ్ |మెటాజెనోమిక్స్ |MAGలు |బాక్టీరియల్ జీనోమ్ సర్క్యులరైజేషన్ |గట్ మైక్రోబయోటా
ముఖ్యాంశాలు
1.ఈ అధ్యయనంలో DNA యొక్క పొడవాటి శకలాలను వెలికితీసే ఒక నవల పద్ధతి ప్రదర్శించబడింది, ఇది 300 mg స్టూల్ నుండి దీర్ఘ-రీడ్ సీక్వెన్సింగ్‌కు అనువైన స్వచ్ఛమైన, HMW DNA యొక్క మైక్రోగ్రామ్‌ని వెలికితీసింది.
2.అసెంబ్లీ వర్క్‌ఫ్లో, లాత్, ఈ అధ్యయనంలో ప్రవేశపెట్టబడింది, ఇక్కడ MAGలు సుదీర్ఘ రీడ్‌ల ద్వారా సమీకరించబడతాయి మరియు షార్ట్-రీడ్‌ల ద్వారా సరిదిద్దబడ్డాయి.
3. లాత్ మాక్ మిక్చర్ ద్వారా మూల్యాంకనం చేయబడింది.12 బ్యాక్టీరియాలలో 7 విజయవంతంగా సింగిల్ కాంటిగ్‌లుగా మరియు 3 నాలుగు లేదా అంతకంటే తక్కువ కాంటిగ్‌లుగా సమీకరించబడ్డాయి.
4. లాత్ మలం నమూనాలకు మరింత వర్తింపజేయబడింది, ఇది ప్రీవోటెల్లా కాప్రి మరియు అభ్యర్థి సిబియోబాక్టర్ sp సహా 20 వృత్తాకార జన్యువులను ఉత్పత్తి చేసింది., ఇది మొబైల్ జన్యు మూలకాలలో సమృద్ధిగా ప్రసిద్ధి చెందింది.
ప్రధాన విజయం
HWM DNA కోసం సంగ్రహణ ప్రోటోకాల్
దీర్ఘ-రీడ్ సీక్వెన్సింగ్ ఆధారిత గట్ మెటాజెనోమిక్ అధ్యయనాలు మలం నుండి అధిక పరమాణు బరువు (HMW) DNA ను సంగ్రహించడంలో కాఠిన్యంతో చాలా కాలంగా బాధపడుతూ ఉన్నాయి.ఈ అధ్యయనంలో, సాంప్రదాయ పద్ధతులలో పూసలను కొట్టడం ద్వారా విస్తృతమైన మకాను నివారించడానికి ఎంజైమ్-ఆధారిత వెలికితీత ప్రోటోకాల్ ప్రవేశపెట్టబడింది.కింది చిత్రంలో చూపినట్లుగా, సెల్ గోడలను క్షీణింపజేయడానికి లైటిక్ ఎంజైమ్, మెటాపాలిజైమ్ మొదలైన వాటితో సహా ఎంజైమ్‌ల కాక్‌టైల్‌తో నమూనాలను మొదట చికిత్స చేస్తారు.విడుదలైన DNA ఫినాల్-క్లోరోఫామ్ సిస్టమ్ ద్వారా సంగ్రహించబడింది, తరువాత ప్రొటీనేస్ K మరియు RNase A జీర్ణక్రియ, కాలమ్-ఆధారిత శుద్దీకరణ మరియు SPRI పరిమాణం ఎంపిక.ఈ పద్ధతి 300 మీటర్ల స్టూల్ నుండి HMW DNA యొక్క మైక్రోగ్రామ్‌లను అందించగలిగింది, ఇది నాణ్యత మరియు పరిమాణం రెండింటి పరంగా దీర్ఘ-రీడ్ సీక్వెన్సింగ్ అవసరాలను తీరుస్తుంది.
మూర్తి 1. HWM DNA వెలికితీత పథకం
లాత్ యొక్క పథకం ప్రవాహం
కింది చిత్రంలో వివరించినట్లుగా, Lathe Guppyని ఉపయోగించి ఇప్పటికే ఉన్న ముడి బేస్‌కాలింగ్ ప్రక్రియను కలిగి ఉంది.రెండు దీర్ఘ-పఠన అసెంబ్లీలను ఫ్లై మరియు కాను విడివిడిగా ఉత్పత్తి చేస్తారు, తర్వాత తప్పుగా గుర్తించడం మరియు తీసివేయడం జరుగుతుంది.రెండు ఉప-అసెంబ్లీలు త్వరిత విలీనంతో విలీనం చేయబడ్డాయి.విలీనం చేసిన తర్వాత, మెగాబేస్ స్థాయిలో పెద్ద అసెంబ్లీలు సర్క్యులరైజేషన్ కోసం తనిఖీ చేయబడతాయి.తదనంతరం, ఈ సమావేశాలపై ఏకాభిప్రాయ శుద్ధీకరణ చిన్న రీడ్‌లతో ప్రాసెస్ చేయబడుతుంది.ఫైనల్ అసెంబ్లీ డిటెక్షన్ మరియు రిమూవల్ కోసం ఫైనల్ అసెంబుల్డ్ బ్యాక్టీరియల్ జీనోమ్‌లు ప్రాసెస్ చేయబడతాయి.
మూర్తి 2. లాత్ అసెంబ్లీ యొక్క పథకం ప్రవాహం
మాక్ బ్యాక్టీరియా మిశ్రమంతో లాత్ యొక్క మూల్యాంకనం
MAG అసెంబ్లీలో నానోపోర్ సీక్వెన్సింగ్ ప్లాట్‌ఫారమ్ మరియు లాత్ పనితీరును అంచనా వేయడానికి గ్రామ్-పాజిటివ్ మరియు గ్రామ్-నెగటివ్ బ్యాక్టీరియా రెండింటినీ కలిగి ఉన్న ఒక ప్రామాణిక ATCC 12-జాతుల మిశ్రమం ఉపయోగించబడింది.5.9 kb N50తో నానోపోర్ ప్లాట్‌ఫారమ్ ద్వారా మొత్తం 30.3 Gb డేటా రూపొందించబడింది.లాత్ అసెంబ్లీ N50 నుండి 1.6 నుండి 4 రెట్లు వరకు ఇతర లాంగ్-రీడ్ అసెంబ్లీ టూల్స్‌తో పోలిస్తే మరియు హైబ్రిడ్ అసెంబ్లీ సాధనాలతో పోలిస్తే 2 నుండి 9 రెట్లు వరకు మెరుగుపడింది.12 బాక్టీరియా జన్యువులలో, ఏడు ఒకే కాంటిగ్‌లుగా సమావేశమయ్యాయి (మూర్తి 3. బ్లాక్ డాట్‌తో కూడిన సర్కోస్).మరో మూడు నాలుగు లేదా అంతకంటే తక్కువ కాంటిగ్‌లుగా సమీకరించబడ్డాయి, దీనిలో అత్యంత అసంపూర్ణమైన అసెంబ్లీలో ఒకే కాంటిగ్‌లో 83% జన్యువు ఉంటుంది.
మూర్తి 3. నిర్వచించబడిన 12-జాతుల బ్యాక్టీరియా మిశ్రమంలో జీనోమ్ అసెంబ్లీలు
మలం నమూనాలలో లాత్ యొక్క అప్లికేషన్
ప్రస్తుతం ఉన్న పద్ధతులు, రీడ్-క్లౌడ్ మరియు షార్ట్-రీడ్ బేస్డ్ అనాలిసిస్‌తో జీవి గుర్తింపు మరియు అసంబ్లీ కంటిగ్యుటీని పోల్చడానికి ఈ పద్ధతి మానవ మలం నమూనాలకు మరింత వర్తించబడింది.పాల్గొన్న మూడు నమూనాల నుండి, కొత్త ఎంజైమ్-ఆధారిత వెలికితీత 300 mg ఇన్‌పుట్ ద్రవ్యరాశికి కనీసం 1 μgని అందించింది.ఈ HMW DNA యొక్క నానోపోర్ సీక్వెన్సింగ్ వరుసగా 4.7 kb, 3.0kb మరియు 3.0kb యొక్క N50తో లాంగ్-రీడ్‌లను రూపొందించింది.ముఖ్యంగా, ప్రస్తుతం ఉన్న పద్ధతులతో పోలిస్తే ప్రస్తుతం ఉన్న పద్ధతి సూక్ష్మజీవుల గుర్తింపులో గొప్ప సామర్థ్యాన్ని చూపింది.షార్ట్-రీడ్ మరియు రీడ్-క్లౌడ్‌తో పోల్చితే సాపేక్షంగా అధిక జాతుల-స్థాయి ఆల్ఫా వైవిధ్యం ఇక్కడ చూపబడింది.అంతేకాకుండా, షార్ట్-రీడ్ విశ్లేషణ నుండి అన్ని జాతులు, సాధారణంగా లైసిస్-రెసిస్టెంట్ గ్రామ్-పాజిటివ్ జీవులు కూడా ఈ పద్ధతి ద్వారా తిరిగి పొందబడ్డాయి.
మూర్తి 4. నానోపోర్, షార్ట్-రీడ్ మరియు రీడ్-క్లౌడ్ పద్ధతుల ద్వారా నిర్ణయించబడిన ఆల్ఫా వైవిధ్యం మరియు వర్గీకరణ భాగాలు
ముడి డేటా యొక్క మూడు నుండి ఆరు రెట్లు తక్కువ ఇన్‌పుట్ ఉన్నప్పటికీ, లాత్ షార్ట్-రీడ్ మరియు రీడ్-క్లౌడ్ అసెంబ్లీ కంటే చాలా ఎక్కువ మొత్తం-అసెంబ్లీ N50ని అందించింది.డ్రాఫ్ట్ జీనోమ్‌లు కాంటిగ్ బిన్నింగ్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడ్డాయి, దీనిలో డ్రాఫ్ట్‌లు సంపూర్ణత, కాలుష్యం, సింగిల్-కాపీ కోర్ జన్యువులు మొదలైన వాటి ఆధారంగా "అధిక-నాణ్యత" లేదా "పాక్షికం"గా వర్గీకరించబడ్డాయి. లాంగ్-రీడ్ అసెంబ్లీ తక్కువ ఖర్చుతో పోల్చితే చాలా ఎక్కువ సన్నిహితతను చూపుతుంది. షార్ట్-రీడ్ మరియు రీడ్-క్లౌడ్.
మూర్తి 5. ప్రతి పద్దతి యొక్క ప్రతి జీవి యొక్క అసెంబ్లిటీ
అంతేకాకుండా, ప్రస్తుత అసెంబ్లీ విధానం మూసి, వృత్తాకార జన్యువులను అందించగలదు.మలం నమూనాలలో, ఎనిమిది అధిక-నాణ్యత, సింగిల్-కాంటిగ్ జన్యువులు సమావేశమయ్యాయి మరియు వీటిలో ఐదు ఖచ్చితమైన సర్క్యులరైజేషన్‌ను సాధించాయి.జన్యువులలో పునరావృతమయ్యే అంశాలను పరిష్కరించడంలో లాంగ్-రీడ్ విధానం ఆకట్టుకునే సామర్థ్యాన్ని కూడా చూపింది.సర్క్యులరైజ్ చేయబడిందిపి. కోప్రిఈ విధానం ద్వారా జన్యువు ఉత్పత్తి చేయబడింది, ఇది అధిక-స్థాయి క్రమ పునరావృతతను కలిగి ఉన్నట్లు తెలిసింది.షార్ట్-రీడ్ మరియు రీడ్-క్లౌడ్ ద్వారా ఈ జీనోమ్ యొక్క ఉత్తమ అసెంబ్లీ 4800X కవరేజ్ డెప్త్‌తో కూడా 130 kbలో N50ని మించలేదు.ఈ అధిక కాపీ సంఖ్య ఎలిమెంట్‌లు లాంగ్-రీడ్ విధానం ద్వారా పూర్తిగా పరిష్కరించబడ్డాయి, ఇవి తరచుగా షార్ట్-రీడ్ లేదా రీడ్-క్లౌడ్ అసెంబ్లీల బ్రేకింగ్ పాయింట్‌లలో కనుగొనబడతాయి.ఈ అధ్యయనంలో మరొక క్లోజ్డ్ జన్యువు నివేదించబడింది, ఇది ఇటీవల వివరించిన సభ్యునిగా విశ్వసించబడిందిసిబియోబాక్టర్క్లాడ్.ఈ క్లోజ్డ్ అసెంబ్లీలో 8.5 నుండి 65.9 kb వరకు ఐదు పుటేటివ్ ఫేజ్‌లు గుర్తించబడ్డాయి.
మూర్తి 6. P.copri మరియు Cibiobacter sp యొక్క క్లోజ్డ్ జీనోమ్‌ల సర్కోస్ రేఖాచిత్రం.
సూచన
మాస్, EL, మాఘిని, DG, & భట్, AS (2020).నానోపోర్ సీక్వెన్సింగ్ ఉపయోగించి మైక్రోబయోమ్‌ల నుండి పూర్తి, క్లోజ్డ్ బ్యాక్టీరియల్ జన్యువులు.ప్రకృతి బయోటెక్నాలజీ,38(6), 701-707.
టెక్ మరియు ముఖ్యాంశాలు వివిధ రీసీచ్ రంగంలో విభిన్న హై-త్రూపుట్ సీక్వెన్సింగ్ టెక్నాలజీల యొక్క అత్యంత ఇటీవలి విజయవంతమైన అప్లికేషన్‌ను పంచుకోవడం మరియు ప్రయోగాత్మక రూపకల్పన మరియు డేటా మైనింగ్‌లో అద్భుతమైన ఆలోచనలను పంచుకోవడం లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది.
పోస్ట్ సమయం: జనవరి-07-2022