近年來(lái)，測(cè)序市場(chǎng)呈現(xiàn)出百花齊放的美好局面。這使得測(cè)序的成本不斷下降，但同時(shí)也帶來(lái)了數(shù)據(jù)分析的難題。經(jīng)濟(jì)而又地處理全基因組測(cè)序的數(shù)據(jù)，相信是每個(gè)人的愿望。如今，一個(gè)開(kāi)源的基因組分析平臺(tái)也許能滿足你的愿望。
研究人員開(kāi)發(fā)利用低成本的服務(wù)器，在短短的13小時(shí)內(nèi)即可完成50x人類基因組的比對(duì)、變異檢測(cè)和功能注釋。
二代測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步降低了全基因組測(cè)序所需的成本和時(shí)間，為人類基因組的深入探索提供了機(jī)會(huì)。然而，計(jì)算處理和變異解釋的瓶頸阻礙了這些技術(shù)的廣泛采用。通常，人們要使用多個(gè)工具和60-70個(gè)小時(shí)來(lái)處理50x人類全基因組，才能從原始序列數(shù)據(jù)中獲得變異檢出。此外，區(qū)分致病和良性的突變，也是一個(gè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的過(guò)程。
此次開(kāi)發(fā)的SpeedSeq是一套開(kāi)放源代碼的軟件，專為快速的全基因組變異檢測(cè)和解釋所設(shè)計(jì)。它采用模塊化的架構(gòu)和通用的格式，適合各種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的軟件兼容。SpeedSeq可將50x WGS原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成單核苷酸變異（SNV）、短的插入缺失（indel）和結(jié)構(gòu)變異（SV），而只需要一臺(tái)32線程的服務(wù)器和128 GB的內(nèi)存，成本低于1萬(wàn)美元。
研究人員利用瓶中基因組計(jì)劃（GIAB）的人類樣本NA 12878來(lái)評(píng)估SpeedSeq在SNV和indel檢出上的準(zhǔn)確性。他們發(fā)現(xiàn)，對(duì)于生殖細(xì)胞的SNV和indel，SpeedSeq分別實(shí)現(xiàn)了99.9%和89.9%的靈敏度，而錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)率也在可接受的范圍（分別為0.4%和1.1%）。這些表現(xiàn)甚至超過(guò)了人們常用的GATK-UG工具。
癌癥基因組分析也是科研和臨床環(huán)境中一個(gè)常見(jiàn)的WGS應(yīng)用，對(duì)時(shí)間頗為敏感。為了檢驗(yàn)SpeedSeq在癌癥數(shù)據(jù)上的表現(xiàn)，研究人員獲得了五組腫瘤-正常的WGS數(shù)據(jù)（50x腫瘤、30x正常），其體細(xì)胞突變經(jīng)過(guò)驗(yàn)證。SpeedSeq檢出了五組數(shù)據(jù)中2,746個(gè)正交驗(yàn)證突變中的96.4%，包括癌癥相關(guān)基因中98.8%的突變。
結(jié)構(gòu)變異的確定也是基因組全面分析中重要的一部分，當(dāng)然也存在一定的挑戰(zhàn)。據(jù)介紹，SpeedSeq通過(guò)三個(gè)互補(bǔ)的工具而實(shí)現(xiàn)了全面的結(jié)構(gòu)變異分析。它的核心是LUMPY，一個(gè)斷裂點(diǎn)檢測(cè)工具；CNVnator利用讀取深度分析來(lái)檢測(cè)LUMPY發(fā)現(xiàn)不了的CNV；SVTyper這種算法能夠?qū)Y(jié)構(gòu)變異進(jìn)行基因分型。通過(guò)這種組合，SpeedSeq能輕松找到基因組重排。
作者認(rèn)為，SpeedSeq在檢測(cè)生殖細(xì)胞和體細(xì)胞的單核苷酸變異、結(jié)構(gòu)變異、插入和缺失時(shí)，其表現(xiàn)與現(xiàn)有方法相當(dāng)或更佳。
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