PhageTerm: a tool for fast and accurate determination of phage termini and packaging mechanism using next-generation sequencing data.
PhageTerm: a tool for fast and accurate determination of phage termini and packaging mechanism using next-generation sequencing data.
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DOI：
10.1038/s41598-017-07910-5
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发表时间：
2017-08-15
影响因子：
4.6
通讯作者：
Monot M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Garneau JR;Depardieu F;Fortier LC;Bikard D;Monot M
令人担忧的病原菌抗生素耐药性的上升，导致人们重新对噬菌体作为治疗选择产生兴趣。新颖的测序技术能够描述越来越多的噬菌体基因组，这是了解其生命周期、噬菌体与宿主相互作用和进化的关键信息。在这项工作中，我们展示了如何从测序数据中恢复更多信息，而不仅仅是噬菌体基因组。我们开发了一个理论和统计框架，利用 NGS 数据确定 DNA 末端和噬菌体包装机制。我们的方法依赖于读取次数偏差的检测，与噬菌体基因组的其余部分相比，这些偏差可以在天然 DNA 末端观察到。我们通过创建软件 PhageTerm 来实现我们的方法，并使用一组噬菌体进行验证，这些噬菌体具有代表末端多样性的完善包装机制，即 5′cos (Lambda)、3′cos (HK97)、pac (P1)、无 pac 位点的 headful (T4)、DTR (T7) 和宿主片段 (Mu)。此外，我们还确定了九种艰难梭菌噬菌体和六种噬菌体的末端，其序列是从序列读取档案中检索到的。 PhageTerm 是免费提供的 (https://sourceforge.net/projects/phageterm)，作为 Galaxy ToolShed 和基于 Galaxy 的服务器 (https://galaxy.pasteur.fr)。
The worrying rise of antibiotic resistance in pathogenic bacteria is leading to a renewed interest in bacteriophages as a treatment option. Novel sequencing technologies enable description of an increasing number of phage genomes, a critical piece of information to understand their life cycle, phage-host interactions, and evolution. In this work, we demonstrate how it is possible to recover more information from sequencing data than just the phage genome. We developed a theoretical and statistical framework to determine DNA termini and phage packaging mechanisms using NGS data. Our method relies on the detection of biases in the number of reads, which are observable at natural DNA termini compared with the rest of the phage genome. We implemented our method with the creation of the software PhageTerm and validated it using a set of phages with well-established packaging mechanisms representative of the termini diversity, i.e. 5′cos (Lambda), 3′cos (HK97), pac (P1), headful without a pac site (T4), DTR (T7) and host fragment (Mu). In addition, we determined the termini of nine Clostridium difficile phages and six phages whose sequences were retrieved from the Sequence Read Archive. PhageTerm is freely available (https://sourceforge.net/projects/phageterm), as a Galaxy ToolShed and on a Galaxy-based server (https://galaxy.pasteur.fr).
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