Nature子刊：基因组装配的新方法

美国能源部联合基因组研究所DOE JGI是微生物基因组测序的，致力于在生物能源和环境领域开发微生物的潜在应用价值。同时，DOE JGI的科学家们也在努力开发新的工具，以便对基因组进行更经济有效的装配和序列分析。
近年来，DNA测序的通量显著增加，测序成本不断降低，但基因组装配仍面临着不小的挑战。现有技术一般是先通过测序得到DNA序列的短片段，然后利用计算机方法将其组装成长片段，从而确定序列顺序并对目标序列进行研究。这样的装配相当于，要在不知道zui终图形的情况下，完成数百万片的拼图。如何将这些大量短片段有效组装起来，一直是基因组装配面临的一大难题。
现在，DOE JGI、PacBio公司和华盛顿大学合作，开发了一种改良版的基因组装配方法，文章于五月五日发表在Nature Methods杂志上。研究人员将鸟枪法DNA文库与单分子实时DNA测序（SMRT技术）结合起来，对三种微生物基因组实现了高质量的从头装配。
该技术名为分级基因组装配HGAP（hierarchical genome-assembly process），是一种“从DNA样品制备到完成基因组的全自动工作流程”。PacBio公司的单分子实时DNA测序平台，能够生成超长的测序读段，HGAP技术正是得益于此。
Sanger测序技术能够很好的覆盖测序中的缺口，度非常高。传统的Sanger测序技术需要创建多个DNA文库，进行多次测序，并且要整合大量数据。目前人们往往将Sanger方法与其他测序技术结合起来，以便获得*化的结果，不过这样的方法一般仍然需要制备多个文库。研究人员指出，HGAP技术只需要制备一个鸟枪法DNA文库，而且不需要用高精度的原始读段来进行校正。
研究团队用DOE JGI之前测序过的三种微生物，对HGAP技术进行验证。他们将从头组装的结果与微生物的参考序列相比较，发现HGAP技术的装配结果度大于99.999%。
“我们一直在寻求新途径，希望帮助研究者们有效获得高质量的数据，”DOE JGI的Len Pennacchio说。DOE JGI参与了20%的基因组测序项目，包括微生物、植物、真菌、藻类等，大多集中在环境生物学、能源等领域。
“在JGI专家的帮助下，我们改进了单分子测序的基因组装配方法，生成了可以与Sanger金标方法媲美的高质量完成基因组。”文章的通讯作者，PacBio公司的Jonas Korlach说。
现在研究团队正在努力拓展HGAP技术的应用，希望将其用于复杂生物的基因组装配。