மெட்டஜெனோமிக்ஸ்
நானோபோர் வரிசைமுறையைப் பயன்படுத்தி நுண்ணுயிரிகளிலிருந்து முழுமையான, மூடிய பாக்டீரியா மரபணுக்கள்
நானோபூர் வரிசைமுறை |மெட்டாஜெனோமிக்ஸ் |MAGகள் |பாக்டீரியா மரபணு சுழற்சி |குடல் நுண்ணுயிரி
சிறப்பம்சங்கள்
டிஎன்ஏவின் நீண்ட துண்டுகளை பிரித்தெடுப்பதற்கான ஒரு புதிய முறை இந்த ஆய்வில் முன்வைக்கப்பட்டது, இது 300 மில்லிகிராம் மலத்தில் இருந்து நீண்ட நேரம் படிக்கும் வரிசைமுறைக்கு ஏற்ற மைக்ரோகிராம் தூய, HMW டிஎன்ஏவை பிரித்தெடுத்தது.
2.ஒரு அசெம்பிளி பணிப்பாய்வு, Lathe, இந்த ஆய்வில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது, அங்கு MAGகள் நீண்ட வாசிப்புகளால் சேகரிக்கப்பட்டு குறுகிய வாசிப்புகளால் சரி செய்யப்பட்டன.
3. லேத் போலி கலவை மூலம் மதிப்பிடப்பட்டது.12 பாக்டீரியாக்களில் 7 வெற்றிகரமாக ஒற்றை கான்டிஜ்களாகவும், 3 நான்கு அல்லது அதற்கும் குறைவான கான்டிஜ்களாகவும் இணைக்கப்பட்டன.
4. லேத் மல மாதிரிகளுக்கு மேலும் பயன்படுத்தப்பட்டது, இது ப்ரீவோடெல்லா கோப்ரி மற்றும் வேட்பாளர் சிபியோபாக்டர் எஸ்பி உட்பட 20 வட்ட மரபணுக்களை உருவாக்கியது., மொபைல் மரபணு கூறுகள் நிறைந்ததாக அறியப்பட்டது.
முக்கிய சாதனை
HWM DNA க்கான பிரித்தெடுத்தல் நெறிமுறை
நீண்ட வாசிப்பு வரிசைமுறை அடிப்படையிலான குடல் மெட்டஜெனோமிக் ஆய்வுகள் மலத்திலிருந்து அதிக மூலக்கூறு எடை (HMW) டிஎன்ஏவைப் பிரித்தெடுப்பதில் கடினத்தன்மையால் நீண்ட காலமாக பாதிக்கப்பட்டுள்ளன.இந்த ஆய்வில், ஒரு நொதி அடிப்படையிலான பிரித்தெடுத்தல் நெறிமுறை பாரம்பரிய முறைகளில் மணி அடிப்பதன் மூலம் விரிவான வெட்டுதலைத் தவிர்க்க அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது.பின்வரும் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, செல் சுவர்களை சிதைப்பதற்காக லைடிக் என்சைம், மெட்டா பாலிசைம் போன்ற நொதிகளின் காக்டெய்ல் மூலம் மாதிரிகள் முதலில் சிகிச்சையளிக்கப்பட்டன.வெளியிடப்பட்ட டிஎன்ஏ பினோல்-குளோரோஃபார்ம் அமைப்பால் பிரித்தெடுக்கப்பட்டது, அதைத் தொடர்ந்து புரோட்டினேஸ் கே மற்றும் ஆர்நேஸ் ஏ செரிமானம், நெடுவரிசை அடிப்படையிலான சுத்திகரிப்பு மற்றும் SPRI அளவு தேர்வு.இந்த முறையானது 300 மீ மலத்திலிருந்து மைக்ரோகிராம் HMW DNA ஐப் பெற முடிந்தது, இது தரம் மற்றும் அளவு ஆகிய இரண்டின் அடிப்படையில் நீண்ட வாசிப்பு வரிசைமுறை தேவைகளை பூர்த்தி செய்கிறது.
படம் 1. HWM டிஎன்ஏ பிரித்தெடுத்தல் திட்டம்
லேத்தின் திட்ட ஓட்டம்
பின்வரும் படத்தில் விவரிக்கப்பட்டுள்ளபடி, Lathe ஆனது Guppy ஐப் பயன்படுத்தி மூல அடிப்படை அழைப்பு செயல்முறையின் தற்போதைய செயல்முறையைக் கொண்டுள்ளது.இரண்டு நீண்ட வாசிப்பு கூட்டங்கள் பின்னர் ஃப்ளை மற்றும் கானுவால் தனித்தனியாக தயாரிக்கப்படுகின்றன, அதைத் தொடர்ந்து தவறான-அசெம்பிளி கண்டறிதல் மற்றும் அகற்றப்படும்.இரண்டு துணை சட்டமன்றங்களும் விரைவு இணைப்பில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன.ஒன்றிணைந்தவுடன், மெகாபேஸ் அளவில் பெரிய அசெம்பிளிகள் சுற்றறிக்கைக்காக சோதிக்கப்படுகின்றன.பின்னர், இந்த கூட்டங்களில் ஒருமித்த சுத்திகரிப்பு குறுகிய வாசிப்புகளுடன் செயலாக்கப்படுகிறது.இறுதியாக கூடியிருந்த பாக்டீரியா மரபணுக்கள் இறுதி தவறான-அசெம்பிளி கண்டறிதல் மற்றும் அகற்றுதலுக்காக செயலாக்கப்படுகின்றன.
படம் 2. லேத் சட்டசபையின் திட்ட ஓட்டம்
போலி பாக்டீரியா கலவையுடன் லேத்தின் மதிப்பீடு
MAG அசெம்பிளியில் நானோபோர் சீக்வென்சிங் பிளாட்பார்ம் மற்றும் லேத்தின் செயல்திறனை மதிப்பிடுவதற்கு கிராம்-பாசிட்டிவ் மற்றும் கிராம்-நெகட்டிவ் பாக்டீரியா இரண்டையும் உள்ளடக்கிய ஒரு நிலையான ATCC 12-இனங்கள் கலவை பயன்படுத்தப்பட்டது.5.9 kb இன் N50 உடன் நானோபோர் இயங்குதளத்தால் மொத்தம் 30.3 ஜிபி தரவு உருவாக்கப்பட்டது.மற்ற நீண்ட வாசிப்பு அசெம்பிளி கருவிகளுடன் ஒப்பிடும்போது லேத் அசெம்பிளி N50 முதல் 1.6 முதல் 4 மடங்கு வரை மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது மற்றும் ஹைபிரிட் அசெம்பிளி கருவிகளுடன் ஒப்பிடும்போது 2 முதல் 9 மடங்கு வரை மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது.12 பாக்டீரியல் மரபணுக்களில், ஏழு ஒற்றை கான்டிஜ்களாக இணைக்கப்பட்டன (படம் 3. கரும்புள்ளியுடன் கூடிய சர்கோஸ்).மேலும் மூன்று நான்கு அல்லது அதற்கும் குறைவான கான்டிஜ்களில் கூடியிருந்தன, இதில் மிகவும் முழுமையடையாத அசெம்பிளியில் 83% மரபணுக்கள் ஒரே கான்டிஜில் இருந்தன.
படம் 3. வரையறுக்கப்பட்ட 12-இன பாக்டீரியா கலவையில் மரபணு கூட்டங்கள்
மல மாதிரிகளில் லேத்தின் பயன்பாடு
தற்போதுள்ள முறைகள், வாசிப்பு-கிளவுட் மற்றும் குறுகிய-வாசிப்பு அடிப்படையிலான பகுப்பாய்வு ஆகியவற்றுடன் உயிரினத்தை அடையாளம் காணுதல் மற்றும் ஒன்றிணைக்கும் தொடர்ச்சியை ஒப்பிடுவதற்காக இந்த முறை மனித மல மாதிரிகளுக்கு மேலும் பயன்படுத்தப்பட்டது.சம்பந்தப்பட்ட மூன்று மாதிரிகளிலிருந்து, புதிய நொதி அடிப்படையிலான பிரித்தெடுத்தல் 300 மில்லிகிராம் உள்ளீட்டு வெகுஜனத்திற்கு குறைந்தது 1 μg ஐ அளித்தது.இந்த HMW DNAவின் நானோபோர் வரிசைமுறை முறையே 4.7 kb, 3.0kb மற்றும் 3.0kb இன் N50 உடன் நீண்ட வாசிப்புகளை உருவாக்கியது.குறிப்பிடத்தக்க வகையில், தற்போதுள்ள முறைகளுடன் ஒப்பிடும்போது நுண்ணுயிர் கண்டறிதலில் தற்போதைய முறை பெரும் ஆற்றலைக் காட்டுகிறது.குறுகிய-வாசிப்பு மற்றும் படிக்கும்-மேகத்துடன் ஒப்பிடும்போது ஒப்பீட்டளவில் அதிக இனங்கள்-நிலை ஆல்பா பன்முகத்தன்மை இங்கே காட்டப்பட்டது.மேலும், குறுகிய-வாசிப்பு பகுப்பாய்விலிருந்து அனைத்து வகைகளும், பொதுவாக சிதைவை எதிர்க்கும் கிராம்-பாசிட்டிவ் உயிரினங்கள் கூட, இந்த முறையால் மீட்கப்பட்டன.
படம் 4. ஆல்பா பன்முகத்தன்மை மற்றும் வகைபிரித்தல் கூறுகள் நானோபூர், குறுகிய-வாசிப்பு மற்றும் படிக்க-கிளவுட் முறைகளால் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன
மூன்று முதல் ஆறு மடங்கு குறைவான மூல தரவு உள்ளீடு இருந்தபோதிலும், குறுகிய-வாசிப்பு மற்றும் வாசிப்பு-கிளவுட் அசெம்பிளியை விட லேத் மிக நீண்ட முழு-அசெம்பிளி N50 ஐ அளித்தது.வரைவு மரபணுக்கள் கான்டிக் பின்னிங் மூலம் தயாரிக்கப்பட்டன, இதில் வரைவுகள் முழுமை, மாசுபாடு, ஒற்றை-நகல் மைய மரபணுக்கள் போன்றவற்றின் அடிப்படையில் "உயர்-தரம்" அல்லது "பகுதி" என வகைப்படுத்தப்பட்டன. நீண்ட-வாசிப்பு அசெம்பிளி குறைந்த செலவில் மிக அதிகமான தொடர்ச்சியைக் காட்டுகிறது. குறுகிய-வாசிப்பு மற்றும் படிக்க-மேகம்.
படம் 5. ஒவ்வொரு முறையின் ஒவ்வொரு உயிரினத்திற்கும் அசெம்பிளி கன்டிகியூட்டி
மேலும், தற்போதைய அசெம்பிளி அணுகுமுறை மூடிய, வட்ட மரபணுக்களை அளிக்கும் திறன் கொண்டது.மல மாதிரிகளில், எட்டு உயர்தர, ஒற்றை-கான்டிக் மரபணுக்கள் கூடியிருந்தன, அவற்றில் ஐந்து துல்லியமான சுற்றறிக்கையை அடைந்தன.நீண்ட வாசிப்பு அணுகுமுறை மரபணுக்களில் மீண்டும் மீண்டும் வரும் கூறுகளைத் தீர்ப்பதில் ஈர்க்கக்கூடிய திறனைக் காட்டுகிறது.சுற்றறிக்கைபி. கோப்ரிஇந்த அணுகுமுறையால் மரபணு உருவாக்கப்பட்டது, இது வரிசைமுறை மீண்டும் மீண்டும் உயர்-நிலை கொண்டதாக அறியப்படுகிறது.4800X கவரேஜ் ஆழத்தில் இருந்தாலும், குறுகிய-வாசிப்பு மற்றும் படிக்க-கிளவுட் மூலம் இந்த மரபணுவின் சிறந்த அசெம்பிளி 130 kb இன் N50 ஐ விட அதிகமாக இல்லை.இந்த உயர் நகல் எண் கூறுகள் நீண்ட-வாசிப்பு அணுகுமுறையால் முழுமையாக தீர்க்கப்பட்டன, இது பெரும்பாலும் குறுகிய-வாசிப்பு அல்லது படிக்க-கிளவுட் கூட்டங்களின் முறிவு புள்ளிகளில் காணப்படுகிறது.இந்த ஆய்வில் மற்றொரு மூடிய மரபணு பதிவாகியுள்ளது, இது சமீபத்தில் விவரிக்கப்பட்ட ஒரு உறுப்பினராக நம்பப்படுகிறதுசிபியோபாக்டர்கிளாட்.இந்த மூடிய அசெம்பிளியில் 8.5 முதல் 65.9 kb வரையிலான ஐந்து தூண்டுதல் பேஜ் அடையாளம் காணப்பட்டது.
படம் 6. P.copri மற்றும் Cibiobacter sp இன் மூடிய மரபணுக்களின் சர்கோஸ் வரைபடம்.
குறிப்பு
மோஸ், இஎல், மாகினி, டிஜி, & பட், ஏஎஸ் (2020).நானோபோர் வரிசைமுறையைப் பயன்படுத்தி நுண்ணுயிரிகளிலிருந்து முழுமையான, மூடிய பாக்டீரியா மரபணுக்கள்.இயற்கை உயிரி தொழில்நுட்பம்,38(6), 701-707.
தொழில்நுட்பம் மற்றும் சிறப்பம்சங்கள் பல்வேறு ஆராய்ச்சி அரங்கில் பல்வேறு உயர்-செயல்திறன் வரிசைமுறை தொழில்நுட்பங்களின் மிக சமீபத்திய வெற்றிகரமான பயன்பாட்டைப் பகிர்ந்துகொள்வதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது.
இடுகை நேரம்: ஜனவரி-07-2022