小柯机器人

美国加州大学旧金山分校Katherine S. Pollard、劳伦斯伯克利国家实验室Stephen Nayfach等研究人员合作开发出新方法GT-Pro，可快速准确地对人体肠道微生物组进行宏基因分型。这一研究成果于2021年12月23日在线发表在国际学术期刊《自然—生物技术》上。

研究人员表示，宏基因组学中的单核苷酸多态性（SNP）被用来量化种群结构、追踪菌株和确定微生物表型的遗传决定因素。然而，现有的基于比对的宏基因组SNP检测方法需要高性能的计算和足够的读数覆盖率来区分SNP和测序错误。

为了解决这些问题，研究人员开发了GenoTyper for Prokaryotes（GT-Pro），这是一套从基因组中编排SNP的方法，并使用独特的k-mers从宏基因组中快速对这些SNP进行基因分型。与使用读数比对的方法相比，GT-Pro更准确，速度快两个数量级。利用高质量的基因组，研究人员在909个人类肠道物种中构建了一个1.04亿个SNP的目录，并使用针对该目录的独特k-mers来描述了7459个样本中肠道微生物的全球种群结构。GT-Pro能够在个人电脑上对数以百万计的SNP进行快速和内存效率高的宏基因分型。

附：英文原文

Title: Fast and accurate metagenotyping of the human gut microbiome with GT-Pro

Author: Shi, Zhou Jason, Dimitrov, Boris, Zhao, Chunyu, Nayfach, Stephen, Pollard, Katherine S.

Issue&Volume: 2021-12-23

Abstract: Single nucleotide polymorphisms (SNPs) in metagenomics are used to quantify population structure, track strains and identify genetic determinants of microbial phenotypes. However, existing alignment-based approaches for metagenomic SNP detection require high-performance computing and enough read coverage to distinguish SNPs from sequencing errors. To address these issues, we developed the GenoTyper for Prokaryotes (GT-Pro), a suite of methods to catalog SNPs from genomes and use unique k-mers to rapidly genotype these SNPs from metagenomes. Compared to methods that use read alignment, GT-Pro is more accurate and two orders of magnitude faster. Using high-quality genomes, we constructed a catalog of 104 million SNPs in 909 human gut species and used unique k-mers targeting this catalog to characterize the global population structure of gut microbes from 7,459 samples. GT-Pro enables fast and memory-efficient metagenotyping of millions of SNPs on a personal computer. Alignment-free SNP calling from metagenomes reduces computational time by two orders of magnitude.

DOI: 10.1038/s41587-021-01102-3

Source: https://www.nature.com/articles/s41587-021-01102-3

Nature Biotechnology：《自然—生物技术》，创刊于1996年。隶属于施普林格·自然出版集团，最新IF：68.164
官方网址：https://www.nature.com/nbt/
投稿链接：https://mts-nbt.nature.com/cgi-bin/main.plex