使用CRISPR-Cas9丰富和牛津纳米孔技术对Enterobacterales细菌进行有针对性的测序

科学领域:

• 基因组学就是基因组学.
• 微生物学 微生物学
• 分子生物学分子生物学

背景情况:

• 直接DNA测序提供了比培养方法更快的病原体识别,但通常不会产生足够的数据.
• 复杂样本中少量的细菌对精确的基因组分析构成挑战.
• 克里斯普尔-Cas9丰富是一种有前途的技术,可以增加测序的目标DNA产量.

研究的目的:

• 评估CRISPR-Cas9丰富剂在改善患者样本*Klebsiella pneumoniae*DNA产量的有效性.
• 评估CRISPR-Cas9丰富与牛津纳米孔技术 (ONT) 测序用于细菌流行病学的联合性能.
• 开发和验证一种用于复杂生物矩阵中病原体的增强基因组表征的方法.

主要方法:

• 设计的CRISPR-Cas9指导RNA准多位置序列类型 (MLST),转移RNA (tRNA),抗菌素耐药性 (AMR) 基因,以及K. pneumoniae*中的*intI1*整合基因.
• 在20个 *K. pneumoniae* 隔离物中验证了丰富性能.
• 对人类便样本的丰富和未丰富的ONT测序进行比较,这些样本中含有*K. pneumoniae*的度不同.

主要成果:

• 克里斯普尔-Cas9指导成功丰富K. pneumoniae*的保存部位,与未丰富样本相比,AMR和MLST读数显著改善 (分别为56×和11.3×).
• 丰富测序需要大约三分之一的计算存储空间.
• 针对*intI1*基因,由于ONT的长读能力,便于检测近位抗性基因.

结论:

• 与ONT测序相结合的CRISPR-Cas9丰富显著提高了从患者样本中 *K. pneumoniae* 的基因组特征.
• 这种方法提高了数据产量,减少了计算负担,使其适合临床细菌流行病学.
• 该方法可以通过识别患有高风险细菌菌株的患者来告知感染控制策略.