发布时间:2016-12-13 13:52 原文链接: 北京生科院提出基因组重复区域组装新算法

  2016年12月,国际学术期刊《核酸研究》(Nucleic Acids Research)发表了中国科学院北京生命科学研究院计算基因组学实验室赵方庆团队题为The combination of direct and paired link graphs can boost repetitive genome assembly 的最新研究成果。该研究基于序列重叠部分构建了contig的直接连接信息图,并在其配对连接信息的帮助下,解决了由短片段重复序列造成的基因组拼接碎片化问题,在保证准确性的前提下延伸了序列的长度,获得了更完整、间隙更少的基因组序列。

  一直以来,重复序列都是基因组拼接的主要限制因素,而富含短片段重复序列区域的组装更是难以跨越的障碍。这部分序列的缺失会导致基因断裂,使某些关键遗传信息在后续的研究分析中被遗漏。此前的序列组装算法仅仅使用配对连接信息,忽视了contig本身的连接关系,不仅使算法难度增加,而且拼接结果也存在间隙序列多、错误连接多等问题。特别是对于短片段重复序列,历来的组装算法都选择直接丢弃,使得短片段重复序列富集区域无法有效拼接。

  针对这种情况,赵方庆团队开发了基于直接连接信息的基因组组装算法inGAP-sf。该方法根据德布鲁因图的特征,基于contig的重叠部分构建了直接连接信息图,在配对连接信息的监督下拓扑路径,并对这些路径进行整合,同时引入了贝叶斯模型用于去除错误路径,从而得到高质量的拼接结果。通过在多个模拟数据和真实测序数据上的测试,inGAP-sf的结果与其他方法得到的拼接序列相比,连续性、准确性、完整性都有明显的提高。该研究使用的拼接策略极大程度地完善了已有序列组装算法的不足,为序列拼接提供了新的思路。inGAP-sf已发布在https://sourceforge.net/projects/ingap-sf,供相关研究人员使用。

  该工作由赵方庆课题组的史文聿和冀培丰共同完成,并得到国家自然科学基金委和科技部重点研发计划的经费支持。

inGAP-sf算法流程

相关文章

“女娲”基因组计划发布第五项成果

近日,“女娲”基因组团队重点阐释了适应性选择下非编码调控元件对表型演化的影响,相关研究发表于《分子生物学与进化》。这项工作是中国科学院生物物理研究所徐涛院士、何顺民研究员牵头的“女娲”(NyuWa)中......

一生中患病的几率或可预测,十种慢性病遗传风险估算更接近临床

通过分析基因组中数百万个微小的遗传差异,就可预测一个人一生中患某种疾病的几率。在过去的10年中,研究人员为数十种疾病制定了风险评分,希望有一天患者能利用这些信息来降低患病风险。在《自然·医学》杂志最新......

揭秘基因组“暗物质”

记国家自然科学基金重大研究计划“基因信息传递过程中非编码RNA的调控作用机制”在人类遗传信息传递过程中,非编码RNA不参与编码蛋白质,占全部RNA的98%,如同宇宙中神秘的“暗物质”,是生命活动调控的......

构建水稻基因组倒位变异图谱

近日,中国农业科学院深圳农业基因组研究所联合国内多家单位发布了迄今为止最大的水稻群体水平倒位变异图谱,并挖掘获得了新的水稻耐热优异等位基因,该研究对水稻育种改良具有重要意义。相关研究成果发表在《科学通......

基因组精确注释新方法:增强子鉴定新技术

近日,中国农业科学院深圳农业基因组研究所动物功能基因组学创新团队研发出增强子鉴定新技术。该技术与传统技术相比,平均分辨率提高了约10倍,为基因组的精确注释提供了新方法。相关研究成果发表在《核酸研究》(......

迈向CRISPR2.0,下一代基因编辑技术方兴未艾

美国食品药品监督管理局(FDA)本月稍早时间宣布,批准CRISPR/Cas9基因编辑疗法Casgevy上市,用于治疗12岁及以上镰状细胞贫血病患者。这是FDA批准的首款CRISPR基因编辑疗法。而11......

瑞孚迪:改变千万新生命——全基因组测序在新生儿筛查中的应用

导读:这项技术可以及早发现那些可能对患儿生命产生重大影响的罕见疾病。     瑞孚迪的这项首创研究证明了全基因组测序在对看似健康的新生儿的筛查中存在重......

科学家解析百余“神奇蘑菇”基因组以培育新品种

科学家收集了几十种“神奇蘑菇”的基因组数据,以了解驯化和培养是如何改变它们的,从而培育新品种蘑菇。相关研究近日发表于《当代生物学》。裸盖菇的商业品种缺乏遗传多样性,因为它们被驯化为人类使用。而澳大利亚......

万种原生生物基因组计划取得阶段性进展

原生生物(Protist)是一大类单细胞真核生物的集合,包括单细胞真核藻类和原生动物等,组成了原生生物界。原生生物具有高度多样性,广泛分布于各类水环境中,在生态平衡、物质和能量循环、环境健康、动植物疾......

俄罗斯科学家参与创建基因组数据统一平台

来自俄罗斯、美国、土耳其和欧洲的科学家开发了一个Shambhala平台,可将大量基因活性水平的大数据结合起来。该数据库的创建将使科学家能够将不同实验中兼容性较差的数据结合起来。此项成果发表于《分子生物......