会计财务管理题,为何公式WACC=(E/V)×Re+(D/V)×Rd×(1Tc)。有时不...
Denovoassemblyofmicrobialgenomesfromhumangutmetagenomesusingbarcodedshortreadsequences
利用带标签的短读长序列对人体肠道微生物的基因组进行denovo组装
MossE,BisharaA,TkachenkoE,etal.
2017年4月
doi:http://dx.doi.org/10.1101/125211
利用带标签的短读长序列对人体肠道微生物的基因组进行denovo组装
MossE,BisharaA,TkachenkoE,etal.
2017年4月
doi:http://dx.doi.org/10.1101/125211
10xgenomics技术自2015年面世之后,被誉为长片段测序技术中的一匹黑马,在基因组denovo组装,重测序组装及单细胞的转录组研究方面具有广泛的应用前景。但针对环境微生物组的长片段测序,除了pacbio之外一直未见报道。此次,研究者们发明了一种新的应用于宏基因组样本的短读长测序标签组装技术,依托于10xgenomics建库平台,利用10x短标签序列,大大提高了宏基因组组装效果,实现了短读长方法无法实现的整体分类上的基因组元件组装。
背景:
Shotgun短读长测序的方法常用于研究复杂微生物群落的基因组构成及群落结构。然而,现有方法不能够捕捉到密切相关的共生菌之间的结构差异,比如由于基因水平转移或插入序列造成的差异。10x最新技术通过利用小片段标签标记来源于同一个大片段DNA分子的技术,通过短读长的序列获得长片段的信息。
本文研究者们发明了一种新的应用于宏基因组样本的短读长测序标签组装技术,利用这些标签提升宏基因组组装的水平。利用该方法,研究者对一个患有恶性血液病的患者肠道微生物群落开展分析。该病患接受了多种抗生素,化疗药物,免疫抑制剂等的治疗,导致肠道微生物群落结构严重破坏及拟杆菌属Bacteroidescaccae的主导地位。本研究显著提高了技术的完备性,解释了B.caccae菌株转座子整合位置上的差异性,并且发现了在治疗条件下单个菌株的波动范围较大。
此外,本研究中还进行了RNA测序以探明B.caccae菌株相关转录基因的表达情况,结果发现,在进行denovo组装的B.caccae菌株中,抗生素抗性基因的过表达恰逢给予抗生素治疗及近端转座子出现在预测的细菌启动子区域上时。
本方法有效提高了宏基因组组装的效果,可以实现短读长方法无法实现的整体分类上的的基因组元件的组装。
材料和方法:
1. 招募临床志愿者,记录患者的体征,临床表征,人口信息,药物摄入及暴露时长,饮食等。
2. 取粪便样本进行DNA及RNA提取。DNA选择5kb以上的大片段用于10xgenomics平台建库及后续测序。RNA进行常规illumina建库测序。此外,常规短读长DNA建库测序。
3. 测序平台Nextseq500PE148bp进行10x文库的测序;Hiseq4000PE100进行常规DNA及RNA文库测序。
主要结果:
1. 读取云序列及Athena组装原理:利用带有barcode标签的短读取序列获得长片段信息的Athena组装,具体说来就是利用10xGenomicsGemcode平台使样本DNA变成带有barcode序列的短reads(Fig.1a)经过片段选择之后,抽提出来的宏基因组DNA在微液滴中通过长片段扩增成为携带barcode序列的短片段文库,每个barcode序列上特有P3和P5接头匹配illumina测序仪。最终,所有短片段混池进行illumina测序。
Atnena组装可利用云读取的reads精准的组装重复序列(Fig.1b):首先,获取的10xreads按照常规的组装方式进行初步组装,获得种子contigs,再将reads比对回这些种子序列上,构建无解的scaffold支架映射图;在每个支架边缘,利用Athena组装,将带有barcode序列的reads对应上映射图中的长的contig,组装成长片段信息,再将混池的亚组装contig进行OLC组装获得长片段信息。这种组装可以获得更完整更连续的宏基因组组装结果,同时解决了片段重复的问题。
3. 一个临床肠道微生物样本的时间序列性组装。利用恶性血液病患者的肠道微生物研究验证Athena算法一样适用于自然生物样本。该病患样本接受过HCT治疗,在治疗过程中进行严格的饮食控制。在此期间发现,患者的肠道微生物经历了快速的简化,一种罕见的具有粘液降解能力的机会致病菌B.caccae成为占据主导地位的菌种(Fig.2)。研究中还设置了四个时间节点来研究治疗过程中病人肠道菌的动态变化过程,这四个时间节点样本都是基于illuminaTruseq和10x文库平台构建的,基于athena算法进行宏基因组组装,获得群落结构的信息。从数据结果看,这种方法较之以往的几种短读长技术从连续性和完整性上都有很大的提升。在优势菌中,Athena算法较之传统技术可以产生更具有连续性和完整性的组装(Fig.3)。通过比较时间连续性样本,对B.caccae进行选择性或潜在性基因组重构进行比较分析,该物种可能成为宿主肠道菌群的主宰物种。
接下来研究者利用Athena组装结果与转录组测序结果研究了已发现的结构性变化对转录的潜在影响。针对IS612开展此研究,在基因组上定位了三个转录不对称位点,他们都显示下游基因表达量均达到相对于上游表达量的10倍的水平(Fig.6)。IS612上转录不对称程度最高的点与假定启动子位置一致,可上调NorM(多耐药性转运体)(Fig.6a)。而比对到该插入位点的短读序列显示,这种整合在A时间点无法检出,B点约三分之一能检出,但在C和D的中基本都能检出,与目标PCR的结果一致(Fig.6b)。其他的一些位点也得到了相应的验证说明。
MossE,BisharaA,TkachenkoE,etal.Denovoassemblyofmicrobialgenomesfromhumangutmetagenomesusingbarcodedshortreadsequences[J].bioRxiv,2017:125211.
免责声明 本文仅代表作者个人观点,与本网无关。其创作性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不做任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。
版权声明 未经蚂蚁淘授权不得转载、摘编或利用其他方式使用上述作品。已经经本网授权使用作品的,应该授权范围内使用,并注明“来源:蚂蚁淘”。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
发布于 : 2021-08-14
阅读(150)
▍
相关分类
▍
相关文章
HA 标签抗体 - biomart.cn
丹尼特《直觉泵》精读笔记
bca试剂盒品牌 bca试剂盒品牌批发价格、市场报价、厂家供应...
【线粒体基因突变糖尿病】疾病免费咨询_家庭医生在线即问即答
Suppliers from South Africa | South African Manufacturers ...
大鼠血管内皮生长因子(VEGF)elisa试剂盒使用说明书公司动态南京...
HisTag抗体| HisTag Antibody,Anti Histag标签抗体艾美捷...
影像显示_影像显示_配件_其它_蚂蚁淘,【正品极速】生物医学科研...
iOS《Crocs World Run》游戏关卡10_标清45526_ (゜゜...
《CRISPR_Cas9_基因编辑技术简介》.ppt原创力文档
等温双链核酸扩增检测新技术研究
AntiKT3 tag/FITC绿色,KT3 tag标签抗体荧光标记_AntiKT3 tag/...
▍
相关问答