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柳葉刀：PacBio建立歷史標桿 建立高質(zhì)量完整基因組圖譜
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2014年11月8日，The Lancet（中文譯名《柳葉刀》）雜志分別以Articles和Case Report的形式報道了來自英國The Wellcome Trust Sanger Institute和倫敦衛(wèi)生與熱帶醫(yī)學院的Nick Thomson教授所帶領(lǐng)團隊的兩篇題為The extant World War 1 dysentery bacillus NCTC1: a genomic analysis和Bacillary dysentery from World War 1 and NCTC1, the first bacterial isolate in the National Collection的文章。文章采用PacBio RSII第三代單分子測序儀對現(xiàn)存于第一次世界大戰(zhàn)期間的痢疾桿菌NCTC1的基因組進行了分析研究。為這一具有歷史意義的志賀氏菌建立了高質(zhì)量參考序列。 《柳葉刀》雜志是目前世界醫(yī)學界最權(quán)威的學術(shù)刊物之一，也是影響因子最高的SCI刊物之一，其在醫(yī)學界的影響甚至超過了《Nature》和《Science》。近20年來，中國人在該雜志上發(fā)表的學術(shù)文章僅18篇。托馬斯. 瓦克利（Thomas Wakley）在1823年創(chuàng)立The Lancet時，講道：“柳葉刀猶如拱形窗口，讓光亮透入，或亦是鋒利的手術(shù)刀，以切除陳雜，我意謂The Lancet賦有上述雙重含義�！敝两�，此價值理念仍存于該雜志之精髓中。 下面就讓我們透過這道充滿光亮的拱形窗口，對一次世界大戰(zhàn)期間的痢疾桿菌一窺究竟。 志賀氏細菌性痢疾（之前被稱為細菌性痢疾）是第一次世界大戰(zhàn)期間的主要腹瀉病，在目前的軍事行動中仍時有發(fā)生，發(fā)展中國家由該病引起的死亡人數(shù)每年高達數(shù)十萬。由Sanger研究院Nick Thomson教授帶領(lǐng)的該研究小組旨在建立從這一具有歷史意義的痢疾桿菌中分離出來的NCTC1的高質(zhì)量參考基因組，并且進一步檢查分離物的抗生素耐藥性。 在該基因組分析中，對分離出來的現(xiàn)存最古老的志賀氏菌flexneri serotype 2a進行了PacBio公司的單分子實時（Single-Molecule Real-Time, SMRT）測序，并同時采用Illumina的MiSeq來比較評估基因組裝配的復雜性�；蚪M中樣本來自于第一次世界大戰(zhàn)中在西線戰(zhàn)斗的感染上痢疾的英國士兵，編號為NCTC1的菌株是第一個從美國國家標準菌庫（National Collection of Type Cultures, NCTC）中分離出來的細菌。 Illumina部分，構(gòu)建了450bp文庫，最終得到4,301,901bp的基因組草圖（得到272個連續(xù)序列，N50=37kb）。文章還稱，當用短讀長去map完整基因組時，并沒有發(fā)現(xiàn)SNPs位點。 PacBio部分，文章采用2ug的基因組DNA，構(gòu)建20kb文庫，250×測序深度，最終得到了完整環(huán)狀的4526576bp的基因組。用PacBio建立了該菌株的參考序列，考察了其耐藥性，并且與百年一戰(zhàn)以來分離的S flexneri參考株進行了比較遺傳學分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，NCTC1屬于S flexneri的2a譜系，兩者具有共同的特點和大核心基因組（large core genome）。NCTC1的基因組與大部分S flexneri一樣，GC含量高達51%（2,308,554 of 4,526,576 bp）。NCTC1對青霉素和紅霉素具有抗性，并含有與最近的分離株十分類似的染色體抗生素抗性基因的補體。隨著時間的推移，在S flexneri 2a譜系上累積的基因組島主要與抗微生物抗性，毒力，以及血清型的轉(zhuǎn)換相關(guān)聯(lián)。 S flexneri 2a譜系是一個很好的適應病原體，可以對選擇性脅迫做出持續(xù)回應。文章稱這項研究已經(jīng)創(chuàng)造了非常有價值的歷史標桿，那就是用PacBio第三代單分子測序技術(shù)為這一具有歷史意義的志賀氏菌建立了高質(zhì)量參考序列。 |
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2樓2014-12-26 12:39:03
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