Стандарты для геномов некультивируемых микроорганизмов

Международная команда под руководством исследователей из Объединенного института генома Министерства энергетики США (DOE JGI) разработала стандарты минимальных метаданных, которые должны сопровождать геномы отдельных амплифицированных клеток (SAGs) и геномы, собранные из метагеномов (MAGs), при отправке в публичные базы данных. Работа опубликована 8 августа 2017 года в Nature Biotechnology.

Проблема: Развитие технологий секвенирования ДНК позволило изучать «микробную темную материю» — множество некультивируемых микроорганизмов, играющих ключевую роль в глобальных циклах углерода, азота и фосфора. Однако качество и сопутствующая информация (метаданные) для SAGs и MAGs в базах данных сильно варьировались, что затрудняло сравнительный анализ.

Решение: Ученые предложили четыре стандартизированные категории качества генома:

  • Черновик низкого качества: полнота <50%, контаминация <10%, минимальная проверка сборки.
  • Черновик среднего качества: полнота ≥50%, контаминация <10%, минимальная проверка сборки.
  • Черновик высокого качества: полнота >90%, контаминация <5%, наличие генов рРНК (23S, 16S, 5S) и минимум 18 тРНК.
  • Завершенное качество: единая непрерывная последовательность без разрывов, менее 1 ошибки на 100 000 пар оснований.

Контекст: DOE JGI сгенерировал около 80% из более чем 2800 SAGs и 4500 MAGs, доступных в его базе данных GOLD. Многие из существующих SAGs относятся к категориям низкого или среднего качества, но даже такие данные ценны как единственные представители новых ветвей древа жизни.

Внедрение: Предложенные требования к метаданным являются расширением существующего стандарта «MIxS», разработанного Консорциумом по геномным стандартам (GSC) в 2011 году. Внедрение поддерживают ключевые репозитории данных, такие как NCBI и EBI, а также системы управления микробиомными данными (MG-RAST, IMG, GOLD).

Цитаты:

  • Таня Войке (DOE JGI): «Для исследователей, которые хотят проводить сравнительный анализ, очень важно знать, что входит в этот анализ. Надежная сравнительная геномика опирается на обширные и корректные метаданные».
  • Боб Бауэрс (DOE JGI): «В случаях, когда фрагментированный геном низкого качества — единственный представитель новой ветви на древе жизни, некоторые данные лучше, чем полное их отсутствие».
  • Линн Шримл (GSC): «Эти стандарты открывают целую новую область для изучения метаданных, поскольку подавляющее большинство микробов в настоящее время не описано в рамках стандарта MIxS».
2017-08-09