METAGENOMIKA
Jenomu kamili za bakteria zilizofungwa kutoka kwa vijiumbe kwa kutumia mpangilio wa nanopore
Mpangilio wa Nanopore |Metagenomics |MAGARI |Mzunguko wa jenomu ya bakteria |Mikrobiota ya utumbo
Vivutio
1.Njia ya riwaya ya kutoa vipande virefu vya DNA iliwasilishwa katika utafiti huu, ambao ulifanikisha uchimbaji wa mikrogramu safi, HMW DNA inayofaa kwa mfuatano uliosomwa kwa muda mrefu kutoka kwa miligramu 300 za kinyesi.
2.Mtiririko wa kazi wa kusanyiko, Lathe, ulianzishwa katika utafiti huu, ambapo MAGS zilikusanywa kwa usomaji mrefu na kusahihishwa kwa usomaji mfupi.
3.Lathe ilitathminiwa na mchanganyiko wa mzaha.Bakteria 7 kati ya 12 waliunganishwa kwa ufanisi katika contigi moja na 3 zilikusanywa katika contigi nne au chache.
4.Lathe ilitumika zaidi kwa sampuli za kinyesi, ambazo zilitokeza jenomu 20 zenye mviringo, zikiwemo Prevotella copri na mgombea Cibiobacter sp., ambazo zilijulikana kwa kuwa tajiri katika vipengele vya maumbile ya simu.
Mafanikio Kuu
Itifaki ya uchimbaji wa DNA ya HWM
Masomo ya metagenomic ya utumbo yaliyosomwa kwa muda mrefu yameathiriwa kwa muda mrefu kutokana na ugumu wa kutoa DNA yenye uzito wa juu wa molekuli(HMW) kutoka kwenye kinyesi.Katika utafiti huu, itifaki ya uchimbaji wa kimeng'enya ilianzishwa ili kuzuia ukataji wa manyoya kwa kupiga ushanga katika mbinu za kitamaduni.Kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu ifuatayo, sampuli zilitibiwa kwanza kwa mchanganyiko wa vimeng'enya, ikiwa ni pamoja na kimeng'enya cha lytic, MetaPolyzyme, n.k. ili kuharibu kuta za seli.DNA iliyotolewa ilitolewa na mfumo wa Phenol-chloroform, ikifuatiwa na usagaji wa Proteinase K na RNase A, utakaso unaotegemea safu wima na uteuzi wa saizi ya SPRI.Njia hii iliweza kutoa maikrogramu za HMW DNA kutoka mita 300 za kinyesi, ambayo inatimiza mahitaji ya mfuatano yaliyosomwa kwa muda mrefu katika suala la ubora na wingi.
Kielelezo 1. Mpango wa uchimbaji wa DNA wa HWM
Mtiririko wa mpango wa Lathe
Kama ilivyoelezewa katika takwimu ifuatayo, Lathe ina mchakato uliopo wa mchakato mbichi wa uitaji msingi kwa kutumia Guppy.Mikusanyiko miwili iliyosomwa kwa muda mrefu kisha hutolewa na Flye na Canu kando ikifuatiwa na ugunduzi na kuondolewa kwa mkusanyiko usio sahihi.Makusanyiko mawili madogo yameunganishwa na kuunganisha haraka.Baada ya kuunganisha, makusanyiko makubwa katika kiwango cha megabase yanaangaliwa kwa mzunguko.Baadaye, uboreshaji wa makubaliano juu ya makusanyiko haya huchakatwa kwa usomaji mfupi.Jenomu za mwisho za bakteria zilizokusanywa huchakatwa ili kugunduliwa na kuondolewa kwa mkusanyiko usio sahihi.
Kielelezo 2. Mtiririko wa mpango wa mkusanyiko wa Lathe
Tathmini ya Lathe na mchanganyiko wa bakteria wa kejeli
Mchanganyiko wa kawaida wa spishi 12 wa ATCC unaojumuisha bakteria ya Gram-chanya na Gram-negative ulitumika kutathmini utendakazi wa jukwaa la mpangilio wa nanopore na Lathe katika mkusanyiko wa MAG.Jumla ya data ya Gb 30.3 ilitolewa na jukwaa la nanopore na N50 ya kb 5.9.Lathe kwa kiasi kikubwa iliboresha mkusanyiko wa N50 hadi 1.6 hadi mara 4 ikilinganishwa na zana zingine za mkusanyiko zilizosomwa kwa muda mrefu na mara 2 hadi 9 ikilinganishwa na zana za mkusanyiko zilizochanganywa.Kati ya jenomu 12 za bakteria, saba zilikusanywa katika contigi moja (Mchoro 3. Circos yenye nukta nyeusi).Tatu zaidi zilikusanywa katika contigi nne au chache, ambapo mkusanyiko usio kamili ulikuwa na 83% ya genome katika contig moja.
Mchoro 3. Mikusanyiko ya jenomu katika mchanganyiko wa bakteria wa aina 12 uliobainishwa.
Utumiaji wa Lathe katika sampuli za kinyesi
Njia hii ilitumika zaidi kwa sampuli za kinyesi cha binadamu ili kulinganisha kitambulisho cha kiumbe na unganisho wa kusanyiko na mbinu zilizopo, uchambuzi wa kusoma-wingu na uchambuzi mfupi wa kusoma.Kutoka kwa sampuli tatu zilizohusika, uchimbaji mpya wa kimeng'enya ulitoa angalau 1 μg kwa miligramu 300 za wingi wa pembejeo.Mpangilio wa Nanopore wa DNA hizi za HMW ulizalisha usomaji wa muda mrefu na N50 wa 4.7 kb, 3.0kb na 3.0kb mtawalia.Hasa, mbinu ya sasa imeonyeshwa uwezo mkubwa katika ugunduzi wa vijidudu ikilinganishwa na mbinu zilizopo.Utofauti wa alpha wa kiwango cha juu zaidi ulionyeshwa hapa ikilinganishwa na wingu la kusoma na kusoma kwa muda mfupi.Zaidi ya hayo, genera zote kutoka kwa uchanganuzi wa kusoma kwa muda mfupi, hata kwa kawaida viumbe vya Gram-positive sugu ya lysis, vilipatikana kwa njia hii.
Mchoro 4. Anuwai za alfa na vijenzi vya ushuru vilivyoamuliwa na Nanopore, mbinu za kusoma kwa muda mfupi na kusoma kwa wingu.
Lathe ilitoa mkusanyiko mzima wa N50 kwa muda mrefu zaidi kuliko mkusanyiko wa muda mfupi wa kusoma na kusoma-wingu, licha ya uingizaji wa chini wa mara tatu hadi sita wa data ghafi.Rasimu za jenomu zilitolewa kwa kuunganisha, ambapo rasimu ziliainishwa katika "ubora wa juu" au "sehemu" kulingana na ukamilifu, uchafuzi, jeni kuu za nakala moja, n.k. Mchanganyiko uliosomwa kwa muda mrefu ulionyesha mshikamano wa juu zaidi kwa gharama ya chini ikilinganishwa. kwa muda mfupi wa kusoma na kusoma-wingu.
Kielelezo 5. Mshikamano wa mkusanyiko wa kila kiumbe wa kila njia
Zaidi ya hayo, mbinu ya sasa ya mkusanyiko ina uwezo wa kutoa jenomu zilizofungwa, za mviringo.Katika sampuli za kinyesi, jenomu nane za ubora wa juu, zenye contig moja zilikusanywa na tano kati ya hizi zilipata mzunguko wa mzunguko.Mbinu iliyosomwa kwa muda mrefu pia ilionyesha uwezo wa kuvutia katika kutatua vipengele vinavyojirudiarudia katika jenomu.Iliyo na mviringoP. coprijenomu ilitolewa na mbinu hii, ambayo imejulikana kuwa na kiwango cha juu cha marudio ya mfuatano.Unganisho bora zaidi la jenomu hili la kusoma na kusoma-wingu fupi halikuzidi N50 ya kb 130, hata kwa kina cha 4800X.Vipengele hivi vya nambari za nakala ya juu vilitatuliwa kikamilifu kwa njia ya kusoma kwa muda mrefu, ambayo mara nyingi hupatikana katika sehemu za kuvunja za makusanyiko ya kusoma kwa muda mfupi au kusoma-wingu.Jenomu nyingine iliyofungwa iliripotiwa katika utafiti huu, ambayo iliaminika kuwa mwanachama wa ilivyoelezwa hivi majuziCibiobacterclade.Fagio tano la kuweka lilitambuliwa katika mkusanyiko huu uliofungwa, kuanzia 8.5 hadi 65.9 kb.
Kielelezo 6. Mchoro wa Circos wa jenomu zilizofungwa za P.copri na Cibiobacter sp.
Rejea
Moss, EL, Maghini, DG, & Bhatt, AS (2020).Jenomu kamili za bakteria zilizofungwa kutoka kwa vijiumbe kwa kutumia mpangilio wa nanopore.Bayoteknolojia ya asili,38(6), 701-707.
Tech na Vivutio inalenga kushiriki utumizi uliofaulu wa hivi majuzi wa teknolojia tofauti za upangaji matokeo ya hali ya juu katika nyanja mbalimbali za utafutaji pamoja na mawazo bora katika muundo wa majaribio na uchimbaji data.
Muda wa kutuma: Jan-07-2022