METAGENOMIKA
Nanopore yzygiderliligini ulanyp, mikrobiomalardan doly, ýapyk bakterial genomlar
Nanopore yzygiderliligi |Metagenomika |MAG |Bakterial genleriň aýlanmagy |Gut mikrobiotasy
Iň esasy pursatlar
1. Bu işde DNK-nyň uzyn böleklerini çykarmak üçin täze bir usul hödürlendi, bu mikrogramma arassa, HMW DNK-nyň 300 mg-dan uzak wagtlap okalmagy üçin amatly mikrogramma çykarylmagyny üpjün etdi.
2.Maglaryň uzyn okalmagy bilen ýygnalan we gysga okalýanlar bilen düzedilen bu işde torna, gurnama iş prosesi girizildi.
3.Lathe maska garyndysy bilen baha berildi.12 bakteriýadan 7-si üstünlikli, 3-si bolsa dört ýa-da has az mukdarda ýygnandy.
4.Lathe, “Prevotella copri” we kandidat “Cibiobacter sp” -ni öz içine alýan 20 sany tegelek genomy döreden tabul nusgalaryna ulanyldy.ykjam genetiki elementlere baý bolmagy bilen tanalýardy.
Esasy üstünlik
HWM DNK üçin çykarmak protokoly
Uzak okalýan yzygiderlilik esasly içege metagenomiki gözlegleri, ýokary molekulýar agramy (HMW) DNK-ny taburdan çykarmakda gaty agyrlykdan ejir çekýär.Bu gözlegde, adaty usullarda monjuk urmagy bilen giň gyrkylmazlyk üçin ferment esasly çykarmak protokoly girizildi.Aşakdaky suratda görkezilişi ýaly, nusgalar öýjükleriň diwarlaryny peseltmek üçin ilki bilen fermentleriň kokteýli bilen, şol sanda litwa fermenti, MetaPolyzym we ş.m. bilen bejerildi.Çykan DNK, Fenol-hloroform ulgamy tarapyndan alyndy, soň bolsa Proteinase K we RNase Iýmit siňdiriş, sütün esasly arassalama we SPRI ululygy saýlandy.Bu usul hil we mukdar taýdan uzak wagtlap okalýan yzygiderlilik talaplaryny ýerine ýetirýän 300 m tabuldan HMW DNK-nyň mikrogramlaryny öndürmegi başardy.
Surat 1. HWM DNK çykarmak shemasy
Torna shemasy
Aşakdaky suratda görkezilişi ýaly, torna Guppy ulanyp, çig bazalizasiýa prosesini öz içine alýar.Uzyn okalýan iki gurnama, soň Flye we Canu tarapyndan aýratynlykda öndürilýär we ýalňyş gurnama ýüze çykarylýar we aýrylýar.Iki kiçi gurnama çaltlyk bilen birleşdirildi.Birleşenden soň, megabase derejesinde uly ýygnaklar aýlanyş barlanylýar.Netijede, bu ýygnaklarda ylalaşygy takyklamak gysga okalýar.Iň soňky ýygnanan bakteriýa genomlary nädogry ýygnamak we ýok etmek üçin gaýtadan işlenýär.
Surat 2. Torna ýygnamagyň shemasy
Torbanyň üstünden bakteriýa garyndysy bilen baha bermek
Nanopore yzygiderlilik platformasynyň we torbanyň MAG ýygnagynda öndürijiligini bahalandyrmak üçin Gram-pozitiw we Gram-negatiw bakteriýalardan ybarat adaty ATCC 12 görnüşli garyndy ulanyldy.Jemi 30.3 Gb maglumat, N50 5.9 kb bolan nanopore platformasy tarapyndan döredildi.Torna, uzak wagtlap okalýan gurnama gurallary bilen deňeşdirilende N50-den 1,6-dan 4 esse we gibrid gurnama gurallary bilen deňeşdirilende 2-den 9 esse köpeldi.12 bakterial genomdan ýedisi bir bölege ýygnandy (3-nji surat. Gara nokatly sirkler).Moreene üçüsi dört ýa-da has az kontigta ýygnandy, onda iň doly däl ýygnanyşykda genomyň 83% -i bardy.
Surat 3. Kesgitlenen 12 görnüşli bakteriýa garyndysynda genleriň ýygnanmagy
Torna nusgalaryny stul nusgalarynda ulanmak
Bu usul, organizmiň kesgitlenişini we ýygnamagyň ýakynlygyny bar bolan usullar, okalýan bulut we gysga okalýan derňew bilen deňeşdirmek üçin adam tabaklarynyň nusgalarynda ulanyldy.Gatnaşan üç nusgadan, ferment esasly täze çykaryş 300 mg giriş massasyna azyndan 1 μg berdi.Bu HMW DNK-nyň Nanopore yzygiderliligi, degişlilikde 4,7 kb, 3.0kb we 3.0kb N50 bilen uzak okalýar.Ablyeri gelende aýtsak, häzirki usul bar bolan usullar bilen deňeşdirilende mikroblary ýüze çykarmakda uly mümkinçilikleri görkezdi.Gysga okalýan we okalýan bulut bilen deňeşdirilende has ýokary görnüşlerdäki alfa dürlüligi bu ýerde görkezildi.Mundan başga-da, gysga okalýan derňewlerden ähli görnüşler, hatda lizise çydamly Gram-pozitiw organizmler hem bu usul bilen dikeldildi.
Surat 4. Nanopore tarapyndan kesgitlenen alfa dürlüligi we taksanomiki komponentler, gysga okalýan we okalýan bulut usullary
Torna, çig malyň üç-alty esse pes girizilmegine garamazdan, gysga okalýan we okalýan bulut ýygnamakdan has köp N50 ýygnady.Taslama genomlary kontig binning tarapyndan öndürilipdir, onda garalamalar dolulygyna, hapalanmagyna, bir gezeklik ýadro genlerine we ş.m. esasly “ýokary hilli” ýa-da “bölekleýin” toparlara bölünipdir. gysga okamak we okamak üçin bulut.
Surat 5. Her usulyň organizmlere ýygnanyşygy
Mundan başga-da, häzirki gurnama çemeleşmesi ýapyk, tegelek genomlary bermäge ukyplydyr.Tabur nusgalarynda sekiz sany ýokary hilli, ýeke-täk genom ýygnandy we bularyň bäşisi perkiz aýlanyşyna ýetdi.Uzak okalýan çemeleşme, genomlarda gaýtalanýan elementleri çözmekde täsirli ukyby görkezdi.TegelekP. coprigenom, yzygiderli gaýtalanmagyň ýokary derejesini öz içine alýan bu çemeleşme arkaly emele geldi.Gysga okalýan we okalýan bulut bilen bu genomyň iň oňat ýygnanyşygy, hatda 4800X çuňlugy bilenem 130 kb-dan N50-den geçmedi.Bu ýokary göçürme san elementleri köplenç gysga okalýan ýa-da okalýan bulut ýygnanyşyklarynyň nokatlarynda tapylan uzak okalýan çemeleşme bilen doly çözüldi.Bu işde ýaňy-ýakynda beýan edilen agzanyň bardygyna ynanýan başga bir ýapyk genomyň bardygy habar berildiCibiobacterclade.8.5-den 65,9 kb aralygyndaky bu ýapyk ýygnakda bäş sany basgançak tapyldy.
Surat 6. P.copri we Cibiobacter sp-iň ýapyk genomlarynyň sirk diagrammasy.
Salgylanma
Moss, EL, Maghini, DG, & Bhatt, AS (2020).Nanopore yzygiderliligini ulanyp, mikrobiomalardan doly, ýapyk bakterial genomlar.Tebigat biotehnologiýasy,38(6), 701-707.
Tehnologiýa we esasy pursatlar Dürli gözleg meýdançasynda dürli ýokary geçişli yzygiderli tehnologiýalaryň iň üstünlikli ulanylyşyny, şeýle hem eksperimental dizaýnda we maglumatlary gazyp almakda ajaýyp pikirleri paýlaşmagy maksat edinýär.
Iş wagty: -20anwar-07-2022