Геномы из метагеномов: сборка бактериальных геномов с помощью нанопорового секвенирования | Дилан... скачать в хорошем качестве

Геномы из метагеномов: сборка бактериальных геномов с помощью нанопорового секвенирования | Дилан...

NCM 2019 Дилан начала своё выступление с исследования влияния микробиома кишечника человека на здоровье и развитие болезней. Микробиом выполняет множество функций: он извлекает энергию из пищи, регулирует метаболизм, защищает нас от болезнетворных организмов, регулирует работу иммунной системы и производит необходимые витамины. Тем не менее, несмотря на его очевидную важность и обширную роль в нашей физиологии, наше понимание микробиома неполно: «мы знаем очень мало присутствующих в нём видов, не говоря уже о том, какие функции они могут выполнять». Методы, включающие изоляцию и культивирование, а также метод дробовой метагеномики для идентификации видов, дают лишь часть общей картины. Это связано с их ограниченной производительностью и ограниченностью теми организмами, которые можно культивировать. Дилан исследовала, как можно собирать микробные геномы de novo непосредственно из образцов кала, что обеспечивает более целостное понимание того, какие бактерии составляют микробиоту кишечника. Она рассказала о том, какие огромные усилия были приложены для расширения наших знаний о микробиоме путем секвенирования метагеномных образцов, полученных от людей с разным образом жизни, возрастом и т.д. Это внесло значительный вклад в наше понимание микробиома кишечника человека. Однако в метагеномных геномах (MAG), полученных с помощью секвенирования с короткими прочтениями, часто отсутствуют мобильные генетические элементы, такие как фаги и транспозоны, поскольку они, как правило, повторяются. Эти элементы также могут многократно повторяться по всему геному и могут транспонироваться к другим бактериям посредством горизонтального переноса; поэтому многие геномы неполны или загрязнены геномными последовательностями других видов бактерий. Эти мобильные элементы важны для переноса генов или влияния на экспрессию генов, а также опосредуют различные фенотипы, «которые очень важны для нашего здоровья», такие как вирулентность и устойчивость к антибиотикам. Поэтому их анализ имеет основополагающее значение для понимания микробиома, но для определения этих элементов, пояснил Дилан, нам необходимы полные геномы. Затем Дилан рассказала о том, как традиционные методы экстракции ДНК в лабораториях, изучающих микробиом кишечника, могут давать очень фрагментированную ДНК. Это связано с тем, что бактериальные клетки очень трудно лизировать, а в кале присутствует множество других материалов, которые необходимо удалить с помощью интенсивной обработки образца. Поэтому её команда применила новый метод экстракции ДНК для извлечения высокоинтактной ДНК из образцов кала для последующего секвенирования длинных прочтений на нанопорах. Их метод включал ферментативное расщепление стенки микробной клетки (с использованием смеси различных литических ферментов), экстракцию фенол-хлороформом, расщепление протеиназой К и РНКазой А, очистку на гравитационной колонке и отбор частиц высокомолекулярной ДНК с помощью SPRI. Дилан отметила, что с помощью этого метода они могут получать фрагменты ДНК длиной до 49 кб. Они также разработали новый метод анализа для сборки и обработки длинных прочтений на нанопорах, включающий такие инструменты для сборки, как Canu и Flye. Читайте дальше на nanoporetech.com Мы в сети: Веб-сайт: https://nanoporetech.com/ Twitter:   / nanopore   Facebook:   / oxford-nanopore-technologies-251034380246   LinkedIn:   / oxford-nanopore-technologies   Instagram:   / oxfordnanopore