Discovering multiple types of DNA methylation from bacteria and microbiome using nanopore sequencing.
Discovering multiple types of DNA methylation from bacteria and microbiome using nanopore sequencing.
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DOI：
10.1038/s41592-021-01109-3
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发表时间：
2021-05
期刊：
影响因子：
48
通讯作者：
Fang G
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tourancheau A;Mead EA;Zhang XS;Fang G
细菌DNA甲基化发生在不同的序列背景下，在细胞防御和基因调控中起着重要的功能作用。用于从纳米孔测序数据检测DNA修饰的现有方法不能有效地支持未知细菌甲基化组的从头研究。在这项工作中，我们观察到纳米孔测序信号在相同类型的甲基化事件中显示出复杂的异质性。为了实现广泛适用的甲基化发现的纳米孔测序，我们从各种细菌物种中生成了训练数据集，并开发了一种名为nanodisco（https：//github.com/fanglab/nanodisco）的方法，该方法将三种形式的甲基化的识别和精细映射耦合到多标记分类框架中。我们将其应用于单个细菌和小鼠肠道微生物组，以进行可靠的甲基化发现。此外，我们证明了使用DNA甲基化对宏基因组重叠群进行分箱，将移动的遗传元件与其宿主基因组相关联，并鉴定错误组装的宏基因组重叠群。这项工作描述了nanodisco，这是一种使用纳米孔测序从头鉴定细菌物种和微生物组中DNA甲基化的工具，以及使用微生物DNA甲基化模式进行宏基因组分箱。
Bacterial DNA methylation occurs at diverse sequence contexts and plays important functional roles in cellular defense and gene regulation. Existing methods for detecting DNA modification from nanopore sequencing data do not effectively support de novo study of unknown bacterial methylomes. In this work, we observed that nanopore sequencing signal displays complex heterogeneity across methylation events of the same type. To enable nanopore sequencing for broadly applicable methylation discovery, we generated a training dataset from an assortment of bacterial species and developed a method, named nanodisco (https://github.com/fanglab/nanodisco), that couples the identification and fine mapping of the three forms of methylation into a multi-label classification framework. We applied it to individual bacteria and mouse gut microbiome for reliable methylation discovery. In addition, we demonstrated the use of DNA methylation for binning metagenomic contigs, associating mobile genetic elements with their host genomes, and identifying misassembled metagenomic contigs. This work describes nanodisco that is a tool for de novo identifying DNA methylations in bacterial species and microbiomes using nanopore sequencing, as well as performing metagenomic binning using microbial DNA methylation pattern.
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影响因子：
48
作者：
Flusberg, Benjamin A.;Webster, Dale R.;Lee, Jessica H.;Travers, Kevin J.;Olivares, Eric C.;Clark, Tyson A.;Korlach, Jonas;Turner, Stephen W.
通讯作者：
Turner, Stephen W.
影响因子：
15.5
作者：
Laczny CC;Sternal T;Plugaru V;Gawron P;Atashpendar A;Margossian HH;Coronado S;der Maaten Lv;Vlassis N;Wilmes P
通讯作者：
Wilmes P
影响因子：
14.9
作者：
Bailey TL;Johnson J;Grant CE;Noble WS
通讯作者：
Noble WS
DOI：
10.1534/g3.114.011825
发表时间：
2014-05-22
期刊：
G3 (Bethesda, Md.)
影响因子：
--
作者：
Burton JN;Liachko I;Dunham MJ;Shendure J
通讯作者：
Shendure J
影响因子：
16.6
作者：
Beaulaurier, John;Zhang, Xue-Song;Zhu, Shijia;Sebra, Robert;Rosenbluh, Chaggai;Deikus, Gintaras;Shen, Nan;Munera, Diana;Waldor, Matthew K.;Chess, Andrew;Blaser, Martin J.;Schadt, Eric E.;Fang, Gang
通讯作者：
Fang, Gang