Nature Methods发布宏基因组测序新工具

　　

生物通报道：微生物几乎是无所不在的，它们对生态环境和人体健康起到了不容忽视的作用。然而人们对微生物的了解还相当匮乏，因为许多微生物是无法在实验室中培养的。宏基因组学是了解这些微生物的重要途径，但宏基因组测序并不是一件容易的事儿，就像是把许多拼图拆散混在一起，然后在毫无参考的情况下拼接。

最近Nature Methods杂志发布了一个名为TruSPADES的强大工具，可以大大提升研究者们测序宏基因组的能力。这种算法能将Illumina测序仪生成的300bp短读取，合并成大约1万bp的基因组片段（Synthetic Long Reads）。如果说用短读取相当于语句，那么长片段就是整章文字。显而易见，把整章文字还原成一本书要容易得多。

TruSPADES主要是先给100-300bp的短读取装上条码，然后通过de brujin 图把这些片段组装起来，生成Synthetic Long Reads。这种低成本的方法可以更好的确定相连片段，获得更长更准确的长测序片段。

研究人员正在将这一方法用于各种微生物群体，从人体微生物组到海洋微生物组。“这是新一代的测序技术，会对宏基因组测序产生很大的影响，”这项研究的领导者，加州大学的Pavel Pevzner教授指出。

人类消化道居住的大量微生物被统称为肠道微生物组。肠道微生物组在人类代谢食物、抵御感染和应答药物等过程中起到了重要的作用，许多人类疾病都与微生物组失衡有关。我们知道肠道菌群的菌种组成是因人而异的，宏基因组测序进一步揭示了微生物组惊人的复杂性。华盛顿大学的科学家们发现，在人们共有的一些细菌中还存在着广泛的菌株差异。这是首次在肠道菌群中大规模分析菌种内部的基因变异。（更多详细信息参见：Cell：大规模宏基因组研究的惊人发现）

婴儿的微生物组需要在成长过程中慢慢成熟。华大基因和瑞典哥德堡大学的研究人员对98名一岁以内的瑞典婴儿进行了肠道菌群分析。我们一直以为引入固体食物是改变婴儿肠道菌群的关键因素，但这项研究表明推动微生物组成熟的其实是断奶。研究人员发现，即使引入了固体食物，非母乳婴儿的微生物组仍旧比母乳婴儿更接近成人。（更多详细信息参见：华大基因宏基因组研究获颠覆性发现）

人们一直认为DNA编码的指令是所有生命通用的，例外情况极少。Science杂志上的一项宏基因组研究显示，自然界中的生物又一次打破了人类定下的规则。美国能源部联合基因组研究所的研究团队收集了来自1776种环境（包括17个人体区域）的微生物宏基因组数据，在其中寻找所谓的“重编码事件”。他们专门就终止密码子（命令蛋白合成停止的遗传序列）的重编码事件进行分析，寻找那些把终止密码子当成“前进”信号，还继续往蛋白上添加氨基酸的事件。研究表明，这样的事件在环境样本中大量存在。（更多详细信息参见：Science：宏基因组研究挑战DNA编码规则）

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：TruSPAdes: barcode assembly of TruSeq synthetic long reads