Efficient de novo assembly of single-cell bacterial genomes from short-read data sets.
Efficient de novo assembly of single-cell bacterial genomes from short-read data sets.
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DOI：
10.1038/nbt.1966
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发表时间：
2011-09-18
影响因子：
46.9
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中科院分区：
文献类型：
--
作者：
通过多重置换扩增(MDA)方法进行全基因组扩增，可以对无法培养的细菌的单个细胞的基因组进行测序。然而，由于丙二醛产生的高度不均匀的阅读覆盖，基因组组装是具有挑战性的。我们描述了一种为单细胞Illumina序列量身定做的改进的组装方法，该方法结合了逐渐增加的复盖率截止。这使得可变覆盖数据集可以通过组装大肠杆菌和金黄色葡萄球菌单细胞读数来有效利用，捕捉重叠群内91%的基因，接近从多细胞大肠杆菌组装中捕捉到的95%。我们应用这种方法组装了未培养的三角洲蛋白细菌SAR324分支的单细胞基因组，这是全球海洋中的一个世界性细菌谱系。代谢重建表明，SAR324具有好氧、运动和趋化作用。这些新方法能够获得单个未培养细菌的基因组组合，提供元基因组研究中缺乏的特定细胞遗传信息。
Whole genome amplification by the multiple displacement amplification (MDA) method allows sequencing of genomes from single cells of bacteria that cannot be cultured. However, genome assembly is challenging because of highly non-uniform read coverage generated by MDA. We describe an improved assembly approach tailored for single cell Illumina sequences that incorporates a progressively increasing coverage cutoff. This allows variable coverage datasets to be utilized effectively with assembly of E. coli and S. aureus single cell reads capturing >91% of genes within contigs, approaching the 95% captured from a multi-cell E. coli assembly. We apply this method to assemble a single cell genome of the uncultivated SAR324 clade of Deltaproteobacteria, a cosmopolitan bacterial lineage in the global ocean. Metabolic reconstruction suggests that SAR324 is aerobic, motile and chemotaxic. These new methods enable acquisition of genome assemblies for individual uncultivated bacteria, providing cell-specific genetic information absent from metagenomic studies.
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