Sanger采用SMRT测序技术获得NCTC3,000株细菌基因组图谱

　　英国著名的Wellcome Sanger研究所与Pacific Biosciences（PacBio）合作已完成了对英国公共卫生部国家标准菌库NCTC中 3,000多株细菌的基因组的测序工作，其中包括一些世界上最危险的细菌，如引起鼠疫、痢疾和霍乱的细菌。通过解码DNA，研究人员能够更好地了解细菌引起的疾病以及它们如何形成耐药性。这些公开的基因组图谱也有助于人们开发新型的诊断检测、疫苗或治疗方案。

　　其中的2700多株细菌，超过56%的细菌株实现单个Contig组装，超过92%的细菌株实现少于5个Contig组装。

　　NCTC 3000这项合作项目始于2013年，旨在对建于1920年代的NCTC贮存的5500多种细菌中3000多株细菌进行全基因组测序。NCTC是世界上最大的菌库之一，收集了多种临床相关致病菌株，包括著名的耐受多重抗生素的超级细菌—耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的样本。此外，NCTC还保藏了很多有历史意义的菌株，包括青霉素发现者Alexander Fleming存放的16株菌株，其中一个样本是从他的鼻子中获得的。还有一株是1915年从一战的士兵身上分离出来的引起痢疾的福氏志贺菌（Shigella flexneri）。 NCTC作为生物资源中心，为生物基础及临床研究提供已知种源地的菌株。此前，NCTC的大多数菌株都没有参考基因组，这严重制约了NCTC菌株在研究中的参考应用。

　　PacBio SMRT测序技术作为长读长测序技术的引领者，其拥有测序读长长、一致性准确度最高、无PCR扩增进而全基因组均匀覆盖、在测序的同时获得碱基修饰信息等技术优势，这些优势让NCTC与PacBio达成NCTC 3000这项合作项目。

　　PacBio SMRT测序技术目前已成为微生物测序领域业界公认的金标准测序技术，这一技术可以通过1次实验获取3种信息。

　　1 金标准级参考基因组，获得基因组完成图

　　2 能够对所含质粒进行组装，追溯质粒水平转移现象；精确定位功能基因（耐药或毒性基因）、可移动元件在基因组上的位置

　　3 测序的同时可获取碱基修饰信息

　　目前，抗生素耐药性是全球的一个重大问题。一些耐药性细菌引起了严重疾病，包括全球十大死因之一的结核病，仅在2016年就感染了1040万人，并造成170万人死亡；此外，还有淋病，这是一种每年感染7800万人的性传播疾病，世界卫生组织称这种疾病几乎是不可治愈的。

　　研究人员对NCTC保藏的所有“标准菌株（type strain）”进行了测序。这些菌株的遗传学研究将有助于研究人员了解抗生素耐药机制，开发新型的治疗方案；有助于人们开发新方法来鉴定感染，包括在现场快速诊断细菌感染，以便确定疾病爆发的源头并帮助控制感染。

　　Sanger研究所的Julian Parkhill表示“NCTC的菌种保藏对于了解现在的病原体意义重大。准确地了解抗生素和疫苗引入前后细菌的变化，并将它们与现在的菌株进行比较，这将有利于我们了解细菌产生耐药性的机制。反过来，这也帮助我们开发新型的抗生素和疫苗，PacBio全面的DNA测序实现了深入的基因组分析，我们很高兴与他们合作开展这一重要项目。”

　　PacBio的首席科学官Jonas Korlach表示“SMRT测序所带来的高质量基因组图谱让人们对这些细菌有了前所未有的了解。我们很高兴能被Sanger研究所等机构选中，为科学界和公共卫生界创造了如此重要的资源。”

　　英国公共卫生部Julie Russell博士表示“NCTC 3000是公共卫生的重要资源，通过对细菌进行测序，我们已经使得NCTC菌株系列更好地为21世纪服务，以便研究界能够跟踪和了解细菌。 通过这个系列，我们可以跟踪细菌的感染、识别耐药细菌的爆发，改进英国的公共健康。”