Автоматизация очистки геномных последовательностей микроорганизмов от загрязнений

Исследователи из Прокариотической суперпрограммы Объединенного института генома Министерства энергетики США (DOE JGI) разработали первый вычислительный протокол для быстрого и автоматического удаления загрязняющих последовательностей из черновых геномов. Инструмент под названием ProDeGe (Protocol for Decontamination of Genomes) описан в исследовании, опубликованном 9 июня 2015 года в The ISME Journal.

Как работает ProDeGe

  • Инструмент классифицирует последовательности как «чистые» или «загрязняющие».
  • Он работает со скоростью 0.30 CPU core часов на мегабазу последовательности. Для сравнения, эксперту вручную требуется около шести часов для очистки 1 мегабазы. Таким образом, ProDeGe ускоряет процесс примерно в 20 раз.
  • Инструмент предварительно откалиброван на удаление не менее 84% загрязняющей последовательности.
  • ProDeGe лучше всего работает, когда может сравнить тестируемую последовательность с гомологами в базе данных на уровне Класса или глубже. Для последовательностей от новых организмов он удаляет загрязнения, анализируя только состав последовательности.

Значение для науки

ProDeGe решает критическую проблему масштабирования в таких областях, как:

  • Геномика единичных клеток (Single cell genomics)

  • Метагеномика (Metagenomics)

Эти методы являются основными источниками информации о биологии некультивируемых микроорганизмов, которые преобладают в большинстве экосистем. Риск загрязнения ДНК — серьезная проблема для данных, полученных этими методами.

Ключевые преимущества инструмента:

  • Автоматизация: Освобождает ученых от часов ручной проверки.
  • Контроль качества: Предотвращает попадание загрязненных данных в публичные базы (GenBank, PDB), что могло бы вести к ошибочным анализам.
  • Высокая пропускная способность: Впервые позволяет проводить высокопроизводительную очистку наборов данных.

ProDeGe доступен через веб-интерфейс (http://prodege.jgi-psf.org) или как автономное программное обеспечение для систем с Perl, R и NCBI BLAST.

2015-06-16