Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Giải mã đồng thời bộ gen của các sinh vật cộng sinh và vật chủ của chúng
Tóm tắt
Kỹ thuật giải trình tự thế hệ thứ hai đã cho phép giải trình tự các bộ gen cần thiết ngay cả đối với những nhóm nghiên cứu nhỏ. Tuy nhiên, việc thu thập các văn hóa sạch riêng biệt và các mẫu vô tính hoặc tự nghiệm của các sinh vật đa bào và các vi khuẩn cộng sinh của chúng thường gặp khó khăn. Trong bài báo này, chúng tôi trình bày một quy trình tính toán để tách biệt DNA của sinh vật đa bào và vi khuẩn bằng phương pháp in silico thay vì tại phòng thí nghiệm. Phương pháp này dựa trên việc tạo ra độ phủ sâu trên tất cả các bộ gen trong một mẫu hỗn hợp sử dụng công nghệ giải trình tự Illumina với định dạng đọc ngắn, và sử dụng các thuộc tính tổng hợp của các bộ gen khác nhau để xác định các tập hợp đọc thuộc về từng bộ gen. Phương pháp tiết kiệm chi phí và nhanh chóng này đã được sử dụng để giải trình tự một số bộ gen giun tròn và các vi khuẩn nội cộng sinh của chúng trong năm qua tại phòng thí nghiệm của chúng tôi và cũng có thể được sử dụng để hình dung và nhận diện các tác nhân gây ô nhiễm không mong muốn (hoặc các vi sinh cộng sinh khả thi) trong các mẫu DNA gen. Chúng tôi hy vọng rằng phương pháp này sẽ giúp các nhà nghiên cứu nghiên cứu các hệ sinh thái cộng sinh chuyển từ phương pháp tập trung vào gen sang phương pháp tập trung vào bộ gen.
Từ khóa
#giải trình tự thế hệ thứ hai #sinh vật đa bào #vi khuẩn cộng sinh #quy trình tính toán #DNA #hệ sinh thái cộng sinhTài liệu tham khảo
Aziz R, Bartels D, Best A, DeJongh M, Disz T, Edwards R et al (2008) The RAST Server: Rapid Annotations using Subsystems Technology. BMC Genomics 9:75
Dunning Hotopp J, Clark M, Oliveira D, Foster J, Fischer P, Muñoz Torres M et al (2007) Widespread lateral gene transfer from intracellular bacteria to multicellular eukaryotes. Science 317:1753–1756
Foster J, Ganatra M, Kamal I, Ware J, Makarova K, Ivanova N et al (2005) The Wolbachia genome of Brugia malayi: endosymbiont evolution within a human pathogenic nematode. PLoS Biol 3:e121
Fuller C, Middendorf L, Benner S, Church G, Harris T, Huang X et al (2009) The challenges of sequencing by synthesis. Nature Biotech 27:1013–1023
Kelley D, Salzberg S (2010) Clustering metagenomic sequences with interpolated Markov models. BMC Bioinformatics 11:544
Kumar S, Schiffer P, Blaxter M (2012) 959 Nematode Genomes: a semantic wiki for coordinating sequencing projects. Nucleic Acids Res 40(Database issue):D1295–1300
Mackelprang R, Waldrop M, DeAngelis K, David M, Chavarria K, Blazewicz S et al (2011) Metagenomic analysis of a permafrost microbial community reveals a rapid response to thaw. Nature 480:368–371
McGinnis S, Madden T (2004) BLAST: at the core of a powerful and diverse set of sequence analysis tools. Nucleic Acids Res 32(Web Server issue):W20–W25
Moran NA, Mira A (2001) The process of genome shrinkage in the obligate symbiont Buchnera aphidicola. Genome Biol 2:RESEARCH0054
Parks D, MacDonald N, Beiko R (2011) Classifying short genomic fragments from novel lineages using composition and homology. BMC Bioinformatics 12:328
Pfarr KM, Hoerauf AM (2006) Antibiotics which target the Wolbachia endosymbionts of filarial parasites: a new strategy for control of filariasis and amelioration of pathology. Mini-Rev Med Chem 6:203–210
Saeed I, Tang S-L, Halgamuge S (2011) Unsupervised discovery of microbial population structure within metagenomes using nucleotide base composition. Nucleic Acids Res. doi:10.1093/nar/gkr1204
Salzberg S, Dunning Hotopp J, Delcher A, Pop M, Smith D, Eisen M et al (2005) Serendipitous discovery of Wolbachia genomes in multiple Drosophila species. Genome Biol 6:R23
Sinkins S, Walker T, Lynd A, Steven A, Makepeace B, Godfray et al (2005) Wolbachia variability and host effects on crossing type in Culex mosquitoes. Nature 436:257–260
Slatko B, Taylor M, Foster J (2010) The Wolbachi endosymbiont as an anti-filarial nematode target. Symbiosis 51:55–65
Teeling H, Meyerdierks A, Bauer M, Amann R, Glöckner F (2004) Application of tetranucleotide frequencies for the assignment of genomic fragments. Environ Microbiol 6:938–947
Wooley J, Godzik A, Friedberg I (2010) A primer on metagenomics. PLoS Comput Biol 6:e1000667
Woyke T, Teeling H, Ivanova N, Huntemann M, Richter M, Gloeckner F et al (2006) Symbiosis insights through metagenomic analysis of a microbial consortium. Nature 443:950–955
Wu M, Sun L, Vamathevan J, Riegler M, Deboy R, Brownlie J et al (2004) Phylogenomics of the reproductive parasite Wolbachia pipientis wMel: a streamlined genome overrun by mobile genetic elements. PLoS Biol 2:e69
Zerbino D, Birney E (2008) Velvet: algorithms for de novo short read assembly using de Bruijn graphs. Genome Res 18:821–829
Zerbino D, McEwen G, Margulies E, Birney E (2009) Pebble and Rock Band: heuristic resolution of repeats and scaffolding in the velvet short-read de novo assembler. PLoS One 4:e8407