Новый инструмент повышает точность генетического анализа
Исследователи из Университета Рутгерса разработали аналитический инструмент для обнаружения и исключения случайной ДНК и РНК, которые загрязняют генетические анализы одноклеточных организмов.
Их работа, опубликованная в Nature Computational Science, также может помочь лабораториям избежать ошибочного сопоставления секвенированных фрагментов генов от разных организмов в одном образце.
Бесплатное программное обеспечение, названное Single-cell Analysis of Host-Microbiome Interactions (SAHMI), может повысить точность медицинских исследований — особенно исследований влияния микробиома на здоровье — и в перспективе улучшить клиническую помощь, основанную на генетическом анализе образцов тканей.
«Загрязнение образцов происходит часто, потому что посторонний генетический материал повсюду: он отшелушивается с пальцев пациента, летает в воздухе, скрывается в лабораторных реагентах», — сказал Бассель Гаддар, соискатель двойной докторской степени в Медицинской школе Роберта Вуда Джонсона при Рутгерсе и ведущий автор исследования.
После разработки SAHMI создатели проверили его работу на различных наборах данных, содержащих образцы человеческих тканей с известными микробными инфекциями. Они обнаружили, что SAHMI успешно идентифицировал и количественно определил известные патогены во всех образцах, отфильтровывая загрязнения и ложноположительные результаты.
Тестирование также показало, что SAHMI можно использовать для идентификации клеток, ассоциированных с микробами, и для изучения пространственного распределения микробов в тканях.
Способность программы повышать точность результатов может улучшить изучение различных тканей и заболеваний. По словам Гаддара, она будет особенно ценна для образцов тканей, в которых обычно обитает большое количество неизвестных микроорганизмов.
К таким типам тканей естественным образом относятся те, что взаимодействуют с микробиомом кишечника, кожи, носа или легких. А также многие другие типы тканей, которые ранее считались свободными от микробов, например, ткани таких органов, как поджелудочная железа, и даже многих видов рака.
Команда Рутгерса уже использовала SAHMI для изучения микробиома опухолей поджелудочной железы и идентификации конкретных микроорганизмов, связанных с воспалением и низкой выживаемостью, с разрешением на уровне одной клетки.
«Результаты, полученные с помощью этой техники в нашем исследовании рака поджелудочной железы, дали неожиданное и важное новое понимание развития опухоли, а также предложили новые способы воздействия на опухоли», — сказал Субхаджьоти Де, главный исследователь в Онкологическом институте Рутгерса и старший автор исследования.
Исследователи полагают, что микроорганизмы могут стать новыми мишенями для более ранней диагностики или лечения рака поджелудочной железы — четвертой по значимости причины смерти от рака как для мужчин, так и для женщин в США. Программа SAHMI находится в свободном доступе на Git Hub.