Ensamblaje preciso de datos de secuenciación de nanoporos de bacterias altamente patógenas

Área de la Ciencia:

• La genómica
• La bioinformática
• Patogénesis microbiana

Sus antecedentes:

• La secuenciación de todo el genoma y la bioinformática son cruciales para la exploración del genoma bacteriano y el análisis de brotes.
• La alta precisión de secuenciación y el ensamblaje preciso del genoma son esenciales para una genotipización confiable y la detección de marcadores genéticos.

Objetivo del estudio:

• Evaluar la utilidad de la secuenciación R10.4.1 de Oxford Nanopore Technologies (ONT) para el genotipado de bacterias altamente patógenas con bajas tasas de mutación.
• Evaluar diferentes estrategias de ensamblaje y su impacto en la precisión del genoma.

Principales métodos:

• Secuenciación de seis cepas bacterianas de referencia utilizando la química ONT R10.4.1 y Illumina.
• Evaluación de varias estrategias de ensamblaje frente a los ensamblajes RefSeq como verdad fundamental.
• Análisis de los datos de secuenciación de patógenos bacterianos clave disponibles al público.

Principales resultados:

• La calidad del ensamblaje varió según la especie; Bacillus anthracis logró un ensamblaje casi perfecto, mientras que Brucella spp. mostraron diferencias de nucleótidos.
• Se obtuvieron genomas perfectos para Klebsiella variicola, Listeria spp., Mycobacterium tuberculosis, Staphylococcus aureus y Streptococcus pyogenes.
• Se observaron errores, particularmente dentro de las secuencias de codificación y relacionados con la metilación, aunque los modelos conscientes de la metilación mostraron una mejora. La tipificación de la secuencia del genoma del núcleo (cgMLST) reveló diferencias alelo menores en algunas especies.

Conclusiones:

• La calidad del ensamblaje de datos de secuenciación de nanoporos para bacterias patógenas depende de la especie y el método.
• A pesar de los errores persistentes en los ensamblajes, incluidos los loci cgMLST, las combinaciones específicas de herramientas pueden producir genomas perfectos para el análisis de brotes sin pulido de lectura corta.