Динамический Meta-Storms: новый алгоритм для быстрого сравнения метагеномов

Китайские исследователи представили новый метод для точного и быстрого сравнения метагеномов, опубликованный 3 декабря в журнале Bioinformatics (Oxford University Press).

Проблема существующих методов

Текущие методы сравнения «шотган-метагеномов» (shotgun metagenomes) — совокупности генетического материала из образца окружающей среды — могут давать ошибочные результаты. Это происходит из-за неполного учёта микробного состава, например, из-за:

• Отбрасывания неклассифицированных видов.
• Игнорирования эволюционной истории или взаимосвязей между видами.

Решение: алгоритм Dynamic Meta-Storms (DMS)

Новый алгоритм DMS сравнивает метагеномы на уровне видов, учитывая как их физические и генетические детали, так и эволюционные взаимосвязи с другими видами.

Ключевые преимущества в производительности

• Скорость: На 20% быстрее самого используемого на сегодня метода.
• Эффективность памяти: Экономит 40% памяти.
• Масштабируемость: На одном компьютерном узле алгоритм сравнил 100 000 метагеномов от 3 688 бактерий за 6,4 часа.

Применение и перспективы

Повышенное разрешение сравнения и высокая скорость алгоритма DMS позволяют эффективно анализировать огромные массивы метагеномных данных. Это можно использовать для:

• Классификации образцов по различным состояниям.
• Диагностики состояния здоровья микробиома путём сравнения с референсной базой данных больных микробиомов.

Инструмент доступен учёным онлайн. Исследователи планируют продолжать улучшать алгоритм и работать над идентификацией метагеномов для лучшего понимания эволюционной истории видов.