在一项新的研究中,来自俄罗斯圣彼得堡国立大学的研究人员研发出有一种方法很大地提高人们对实验室中无法培育的有机体---如生活在人胃肠道中的微生物,或者生活在海洋深处的细菌---的DNA展开测序的能力。涉及研究结果于2016年2月1日在线公开发表在NatureMethods期刊上,论文标题为TruSPAdes:barcodeassemblyofTruSeqsyntheticlongreads。
这种被称作TruSPADES的方法通过计算机将来自Illumina公司的机器产生的长300个碱基对的短测序片段(shortreads)装配成所谓的制备宽测序片段(syntheticlongreads),这些制备宽测序片段是基因组中宽约10,000个碱基对的片段。 研究人员说道,用于这些制备宽测序片段而不是较短测序片段装配基因组就只不过是用于整个章节而不是单个句子来装配一本书。
因此,人们有反感的动机利用宽测序片段改良测序。 论文作者PavelPevzner教授说道,这是下一代测序技术。它将对宏基因组测序的操作者应用于产生深刻影响。
当前,作为宽测序片段测序市场的佼佼者,PacificBiosciences公司和OxfordNanopore公司产生的长测序片段是不精确的,而且很难用作解决问题简单的测序问题,如装配宏基因组(metagenome),其中宏基因组可以所指的就是指自然环境采样的全部微生物的基因组,也可以所指的就是指自然环境采样的全部微生物。相比之下,这种制备宽测序片段的准确性提升了100倍,而且需要大规模地较慢产生从而覆盖面积宏基因组中的大部分细菌。 为了研发这种新的方法,研究人员提供装载条形码的长100~300个碱基对的短测序片段。他们然后利用一种在短测序片段测序(shortreadsequencing)中常常用于的被称作德布鲁因图(deBrujingraph)的方法刻画这些较短测序片段,将它们装配成制备宽测序片段。
这种德布鲁因图容许研究人员确认哪些较短测序片段相连在一起,从而装配出有更长更加精确的制备宽测序片段。 接下来就是应用于这种方法研究还包括从人微生物组到海洋微生物组在内的多种微生物群落。Pevzner和另一名论文作者AntonBankevich正在与来自美国克雷格文特尔研究所(J.CraigVenterInstitute)的研究员ChristopherDupont合作积极开展这方面的研究工作。
宏基因组学尤其充满著挑战,这是因为研究人员必须研究生活在一个微生物群落中的好几百种细菌,而无法研究其中的单个细菌菌种。当研究人员从这种微生物群落中萃取样品并展开测序时,他们取得的是来自这个群落中所有细菌基因组的片段。这十分看起来企图拼成好几百个积木,但是并不知道哪些拼板归属于哪个积木。
TruSPADES方法和制备宽测序片段将有助研究人员拼成这些积木。 Dupont说道,这种方法以更加小的成本产生更佳的结果。
我们如今正在装配我们之前甚至还不告诉它们不存在的有机体的基因组。
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