Ultrafast Sample placement on Existing tRees (UShER) enables real-time phylogenetics for the SARS-CoV-2 pandemic.
Ultrafast Sample placement on Existing tRees (UShER) enables real-time phylogenetics for the SARS-CoV-2 pandemic.
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现有tRees上的超快样品放置（UShER）使SARS-CoV-2大流行病的实时生物遗传学成为可能。
DOI：
10.1038/s41588-021-00862-7
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发表时间：
2021-06
期刊：
影响因子：
30.8
通讯作者：
Corbett-Detig, Russell
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Turakhia, Yatish;Thornlow, Bryan;Hinrichs, Angie S.;De Maio, Nicola;Gozashti, Landen;Lanfear, Robert;Haussler, David;Corbett-Detig, Russell
随着SARS-CoV-2病毒在人类群体中传播，前所未有的病毒基因组序列积累正在开启一个新的“基因组接触追踪”时代--即利用病毒基因组追踪局部传播动态。然而，由于病毒的系统发育已经如此之大--而且无疑会增长许多倍--在树上放置新序列已经成为实时基因组接触者追踪的障碍。在这里，我们通过构建一个高效的基于树的数据结构来解决这一挑战，该数据结构对推断的病毒进化历史进行编码。我们证明，我们的方法极大地提高了新样本的系统发育放置和数据可视化的速度，使得在实时接触者追踪的约束下完成放置成为可能。因此，我们的方法解决了维护完全更新的参考系谱的重要需要。我们通过加州大学圣克鲁斯分校的SARS-CoV-2基因组浏览器向研究界提供这些工具，以使新病毒序列中的信息能够与不断扩大的分子和结构生物学数据阵列快速交叉参考。这里描述的方法将使专门针对世界各地实验室的SARS-CoV-2研究和基因组接触者追踪成为可能。
As the SARS-CoV-2 virus spreads through human populations, the unprecedented accumulation of viral genome sequences is ushering in a new era of ‘genomic contact tracing’—that is, using viral genomes to trace local transmission dynamics. However, because the viral phylogeny is already so large—and will undoubtedly grow many fold—placing new sequences onto the tree has emerged as a barrier to real-time genomic contact tracing. Here, we resolve this challenge by building an efficient tree-based data structure encoding the inferred evolutionary history of the virus. We demonstrate that our approach greatly improves the speed of phylogenetic placement of new samples and data visualization, making it possible to complete the placements under the constraints of real-time contact tracing. Thus, our method addresses an important need for maintaining a fully updated reference phylogeny. We make these tools available to the research community through the University of California Santa Cruz SARS-CoV-2 Genome Browser to enable rapid cross-referencing of information in new virus sequences with an ever-expanding array of molecular and structural biology data. The methods described here will empower research and genomic contact tracing for SARS-CoV-2 specifically for laboratories worldwide.
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