মেটাজেনমিক্স
ন্যানোপোর সিকোয়েন্সিং ব্যবহার করে মাইক্রোবায়োম থেকে সম্পূর্ণ, বন্ধ ব্যাকটেরিয়া জিনোম
ন্যানোপুর সিকোয়েন্সিং |মেটাজেনমিক্স |MAGs |ব্যাকটেরিয়া জিনোম সার্কুলারাইজেশন |অন্ত্রের মাইক্রোবায়োটা
হাইলাইট
1. এই গবেষণায় ডিএনএর দীর্ঘ টুকরো নিষ্কাশনের একটি অভিনব পদ্ধতি উপস্থাপন করা হয়েছিল, যা 300 মিলিগ্রাম মল থেকে দীর্ঘ-পড়া সিকোয়েন্সিংয়ের জন্য উপযুক্ত বিশুদ্ধ, এইচএমডব্লিউ ডিএনএর মাইক্রোগ্রাম নিষ্কাশন অর্জন করেছে
2. একটি অ্যাসেম্বলি ওয়ার্কফ্লো, লেদ, এই গবেষণায় প্রবর্তন করা হয়েছিল, যেখানে এমএজিগুলিকে দীর্ঘ পাঠ দ্বারা একত্রিত করা হয়েছিল এবং সংক্ষিপ্ত পাঠ দ্বারা সংশোধন করা হয়েছিল।
3. লেদ উপহাস মিশ্রণ দ্বারা মূল্যায়ন করা হয়েছে.12টির মধ্যে 7টি ব্যাকটেরিয়া সফলভাবে একক কন্টিগগুলিতে একত্রিত হয়েছিল এবং 3টি চার বা তার কম কন্টিগগুলিতে একত্রিত হয়েছিল।
4. মলের নমুনাগুলিতে আরও লেদ প্রয়োগ করা হয়েছিল, যা প্রিভোটেলা কপ্রি এবং প্রার্থী সিবিওব্যাক্টর এসপি সহ 20টি বৃত্তাকার জিনোম তৈরি করেছিল।, যা মোবাইল জেনেটিক উপাদান সমৃদ্ধ হওয়ার জন্য পরিচিত ছিল।
প্রধান অর্জন
HWM DNA-এর জন্য নিষ্কাশন প্রোটোকল
দীর্ঘ-পঠিত সিকোয়েন্সিং ভিত্তিক অন্ত্রের মেটাজেনমিক স্টাডিগুলি দীর্ঘকাল ধরে মল থেকে উচ্চ আণবিক ওজন (HMW) ডিএনএ নিষ্কাশনে কঠোরতার শিকার হয়েছে।এই গবেষণায়, একটি এনজাইম-ভিত্তিক নিষ্কাশন প্রোটোকল প্রবর্তন করা হয়েছিল যাতে প্রথাগত পদ্ধতিতে পুঁতি পিটিয়ে ব্যাপক শিয়ারিং এড়ানো যায়।নিম্নলিখিত চিত্রে দেখানো হয়েছে, নমুনাগুলিকে প্রথমে এনজাইমের ককটেল দিয়ে চিকিত্সা করা হয়েছিল, যার মধ্যে রয়েছে লাইটিক এনজাইম, মেটাপলিজাইম, ইত্যাদি কোষের দেয়ালকে ক্ষয় করার জন্য।মুক্তিপ্রাপ্ত ডিএনএ ফেনোল-ক্লোরোফর্ম সিস্টেম দ্বারা নিষ্কাশিত হয়েছিল, তারপরে প্রোটিনেস কে এবং আরএনএজ এ হজম, কলাম-ভিত্তিক পরিশোধন এবং এসপিআরআই আকার নির্বাচন করা হয়েছিল।এই পদ্ধতিটি 300 মিটার মল থেকে HMW DNA-এর মাইক্রোগ্রাম উৎপাদন করতে সক্ষম হয়েছে, যা গুণমান এবং পরিমাণ উভয় ক্ষেত্রেই দীর্ঘ-পঠিত সিকোয়েন্সিং প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।
চিত্র 1. HWM DNA নিষ্কাশন প্রকল্প
লেদ স্কিম প্রবাহ
নিচের চিত্রে যেমন বর্ণনা করা হয়েছে, লেদটিতে গাপ্পি ব্যবহার করে বিদ্যমান কাঁচা বেসকলিং প্রক্রিয়া রয়েছে।দুটি দীর্ঘ-পঠিত সমাবেশ তারপর আলাদাভাবে ফ্লাই এবং ক্যানু দ্বারা উত্পাদিত হয় এবং তারপরে ভুল সমাবেশ সনাক্তকরণ এবং অপসারণ করা হয়।দুটি উপ-সমাবেশ দ্রুত একত্রিত হয়।একত্রিত হওয়ার পরে, মেগাবেস স্তরে বড় সমাবেশগুলি তারপর সার্কুলারাইজেশনের জন্য পরীক্ষা করা হয়।পরবর্তীকালে, এই সমাবেশগুলিতে ঐক্যমত্য পরিমার্জন সংক্ষিপ্ত পাঠের সাথে প্রক্রিয়া করা হয়।চূড়ান্ত একত্রিত ব্যাকটেরিয়া জিনোম চূড়ান্ত ভুল সমাবেশ সনাক্তকরণ এবং অপসারণের জন্য প্রক্রিয়া করা হয়।
চিত্র 2. লেদ সমাবেশের স্কিম প্রবাহ
মক ব্যাকটেরিয়া মিশ্রণ সঙ্গে লেদ মূল্যায়ন
MAG সমাবেশে ন্যানোপোর সিকোয়েন্সিং প্ল্যাটফর্ম এবং লেথের কার্যকারিতা মূল্যায়নের জন্য গ্রাম-পজিটিভ এবং গ্রাম-নেগেটিভ উভয় ব্যাকটেরিয়া সমন্বিত একটি আদর্শ ATCC 12-প্রজাতির মিশ্রণ নিযুক্ত করা হয়েছিল।5.9 kb এর N50 সহ ন্যানোপোর প্ল্যাটফর্ম দ্বারা মোট 30.3 Gb ডেটা তৈরি করা হয়েছে।অন্যান্য লং-রিড অ্যাসেম্বলি টুলের তুলনায় লেদ অ্যাসেম্বলি N50 কে 1.6 থেকে 4-গুণে এবং হাইব্রিড অ্যাসেম্বলি টুলের তুলনায় 2 থেকে 9-গুণে উন্নত করেছে।12টি ব্যাকটেরিয়া জিনোমের মধ্যে, সাতটি একক কন্টিগগুলিতে একত্রিত হয়েছিল (চিত্র 3. কালো বিন্দু সহ সার্কোস)।আরও তিনটিকে চার বা তার কম কন্টিগে একত্রিত করা হয়েছিল, যার মধ্যে সবচেয়ে অসম্পূর্ণ সমাবেশে একটি একক কন্টিগে জিনোমের 83% রয়েছে।
চিত্র 3. একটি সংজ্ঞায়িত 12-প্রজাতির ব্যাকটেরিয়া মিশ্রণে জিনোম সমাবেশ
মলের নমুনায় লেদ প্রয়োগ
বিদ্যমান পদ্ধতি, রিড-ক্লাউড এবং সংক্ষিপ্ত-পঠিত বিশ্লেষণের সাথে জীব সনাক্তকরণ এবং সমাবেশ সংলগ্নতার তুলনা করার জন্য এই পদ্ধতিটি মানব মল নমুনাগুলিতে আরও প্রয়োগ করা হয়েছিল।জড়িত তিনটি নমুনা থেকে, নতুন এনজাইম-ভিত্তিক নিষ্কাশন প্রতি 300 মিলিগ্রাম ইনপুট ভরের জন্য কমপক্ষে 1 μg পাওয়া গেছে।এই HMW DNA-এর ন্যানোপুর সিকোয়েন্সিং যথাক্রমে 4.7 kb, 3.0kb এবং 3.0kb-এর N50 সহ লং-রিড তৈরি করেছে।উল্লেখযোগ্যভাবে, বর্তমান পদ্ধতি বিদ্যমান পদ্ধতির তুলনায় জীবাণু সনাক্তকরণে দুর্দান্ত সম্ভাবনা দেখিয়েছে।শর্ট-রিড এবং রিড-ক্লাউডের তুলনায় এখানে তুলনামূলকভাবে উচ্চ প্রজাতি-স্তরের আলফা বৈচিত্র্য দেখানো হয়েছে।তদুপরি, সংক্ষিপ্ত-পঠিত বিশ্লেষণ থেকে সমস্ত প্রজন্ম, এমনকি সাধারণত লাইসিস-প্রতিরোধী গ্রাম-পজিটিভ জীব, এই পদ্ধতি দ্বারা পুনরুদ্ধার করা হয়েছিল।
চিত্র 4. আলফা বৈচিত্র্য এবং ট্যাক্সানোমিক উপাদান ন্যানোপোর দ্বারা নির্ধারিত, শর্ট-রিড এবং রিড-ক্লাউড পদ্ধতি
কাঁচা ডেটার তিন থেকে ছয় গুণ কম ইনপুট থাকা সত্ত্বেও লেদ শর্ট-রিড এবং রিড-ক্লাউড অ্যাসেম্বলির চেয়ে অনেক বেশি পুরো-সমাবেশ N50 ফলন করেছে।খসড়া জিনোমগুলি কন্টিগ বিনিং দ্বারা উত্পাদিত হয়েছিল, যেখানে খসড়াগুলি সম্পূর্ণতা, দূষণ, একক-কপি কোর জিন ইত্যাদির উপর ভিত্তি করে "উচ্চ-মানের" বা "আংশিক" শ্রেণীতে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়েছিল। দীর্ঘ-পড়া সমাবেশ তুলনামূলকভাবে কম খরচে অনেক বেশি সংগতি দেখায়। শর্ট-রিড এবং রিড-ক্লাউড।
চিত্র 5. প্রতিটি পদ্ধতির প্রতি-জীব সমাবেশ সংলগ্নতা
অধিকন্তু, বর্তমান সমাবেশ পদ্ধতি বন্ধ, বৃত্তাকার জিনোম প্রদান করতে সক্ষম।মলের নমুনাগুলিতে, আটটি উচ্চ-মানের, একক-কন্টিগ জিনোম একত্রিত করা হয়েছিল এবং এর মধ্যে পাঁচটি সঠিক বৃত্তাকারে অর্জন করেছে।দীর্ঘ-পঠিত পদ্ধতিতে জিনোমের পুনরাবৃত্তিমূলক উপাদানগুলি সমাধান করার ক্ষেত্রেও চিত্তাকর্ষক ক্ষমতা দেখানো হয়েছে।সার্কুলারাইজডP. copriজিনোম এই পদ্ধতির দ্বারা উত্পন্ন হয়েছিল, যা উচ্চ-ডিগ্রী ক্রম পুনরাবৃত্তি ধারণ করে বলে জানা গেছে।শর্ট-রিড এবং রিড-ক্লাউড দ্বারা এই জিনোমের সর্বোত্তম সমাবেশ কখনই 130 kb এর N50 অতিক্রম করেনি, এমনকি 4800X এর কভারেজ গভীরতা সহ।এই উচ্চ কপি নম্বর উপাদানগুলি দীর্ঘ-পঠিত পদ্ধতির দ্বারা সম্পূর্ণরূপে সমাধান করা হয়েছিল, যা প্রায়শই শর্ট-রিড বা রিড-ক্লাউড অ্যাসেম্বলির ব্রেকিং পয়েন্টগুলিতে পাওয়া যায়।এই গবেষণায় আরেকটি বন্ধ জিনোম রিপোর্ট করা হয়েছিল, যা সম্প্রতি বর্ণিত একটি সদস্য বলে বিশ্বাস করা হয়েছিলসিবায়োব্যাক্টরক্লেডএই বন্ধ সমাবেশে 8.5 থেকে 65.9 kb পর্যন্ত পাঁচটি পুটেটিভ ফেজ সনাক্ত করা হয়েছিল।
চিত্র 6. P.copri এবং Cibiobacter sp-এর বন্ধ জিনোমের সার্কোস ডায়াগ্রাম।
রেফারেন্স
Moss, EL, Maghini, DG, & Bhatt, AS (2020)।ন্যানোপোর সিকোয়েন্সিং ব্যবহার করে মাইক্রোবায়োম থেকে সম্পূর্ণ, বন্ধ ব্যাকটেরিয়া জিনোম।প্রকৃতি জৈবপ্রযুক্তি,38(6), 701-707।
টেক এবং হাইলাইট বিভিন্ন গবেষণার ক্ষেত্রে বিভিন্ন উচ্চ-থ্রুপুট সিকোয়েন্সিং প্রযুক্তির সাম্প্রতিক সফল প্রয়োগের পাশাপাশি পরীক্ষামূলক নকশা এবং ডেটা মাইনিংয়ে উজ্জ্বল ধারণাগুলি ভাগ করে নেওয়ার লক্ষ্য।
পোস্টের সময়: জানুয়ারি-০৭-২০২২