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Verkko:一种能按需组装完整的基因组序列的新方法
【字体: 大 中 小 】 时间:2023年02月20日 来源:Nature Biotechnology
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美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的研究人员开发并发布了一种创新的软件工具,用于组装来自各种物种的真正完整(即无间隙)基因组序列。
美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的研究人员开发并发布了一种创新的软件工具,用于组装来自各种物种的真正完整(即无间隙)基因组序列。这种名为Verkko的软件,在芬兰语中是“网络”的意思,它使组装完整基因组序列的过程变得更加经济和容易。
Verkko是从组装第一个无间隙人类基因组序列开始的,该序列是由端粒到端粒(T2T)联盟在去年完成的,这是一个由国家人类基因组研究所(NHGRI)资助的合作项目,隶属于NIH。
NHGRI副研究员Sergey Koren博士说:“我们把我们在T2T项目中学到的所有东西都自动化了,现在有了Verkko,我们基本上可以按下一个按钮,自动获得完整的基因组序列。”
T2T联盟使用新的DNA测序技术和分析方法来生成和组装剩下的8-10%的人类基因组序列。然而,研究人员手动组装了这些碎片,这一过程花费了这个庞大而高度熟练的团队几年时间才能完成。Verkko可以在几天内完成同样的任务。
组装基因组序列就像拼拼图,不同的DNA测序技术会产生不同类型的基因组拼图。有些小而精细,而另一些大得多,但图像模糊。Verkko将这两种类型的部件进行比较和组装,以生成完整而准确的图像。
Verkko首先将小而详细的片段组合在一起,创造出许多部分组装但不连接的序列片段。然后,Verkko将组装好的区域与更大、更不精确的区域进行比较。这些较大的部分作为一个框架来对更详细的区域进行排序。最终的产品是一个准确而完整的基因组序列。
研究人员用人类和非人类基因组测序数据对Verkko进行了测试。该软件快速而精确地组装了整个染色体序列,这曾经是一项艰苦的壮举。
随着Verkko导致更完整的人类基因组序列,研究人员可以更好地评估人类基因组多样性。由于只有一个无间隙的人类基因组序列,科学家目前缺乏对人类基因组许多部分多样性的了解,例如高度重复的DNA区域。
Verkko还将加速生成研究中常用物种(如小鼠、果蝇和斑马鱼)的无间隙基因组序列,提高它们对科学家的有用性。此外,从各种植物、动物和其他生物中产生无间隙基因组序列将有助于比较基因组学,即研究不同物种基因组之间的差异和相似之处。
“Verkko可以民主化地生成无间隙基因组序列,”NHGRI高级研究员Adam Phillippy博士说,他曾参与T2T项目和Verkko的开发。“这种新软件将使组装完整的基因组序列变得尽可能便宜和常规。”