Журнал микробных и биохимических технологий

Абстрактный

Возвращение к микробным геномам в эпоху метагенома

Эрик Альтерманн

Метагеномика значительно расширилась в микробных экосистемах, филогенетическом разнообразии и генетической сложности. Всего за несколько лет микробная геномика пережила резкий подъем от 1,8 мегапар оснований (Мбп) генома первого свободно живущего организма, секвенированного (Haemophilus influenzae Rd в 1995 году [1]) до (мета)геномных программ, которые теперь генерируют более терабазовых пар последовательностей каждая. Эти достижения стали возможны благодаря все более мощным технологиям секвенирования. Методы флуоресцентного электрофореза в пластинах геля были заменены капиллярными системами, что привело к значительному повышению уровня пропускной способности и автоматизации. Пошаговое изменение произошло с введением «секвенирования путем синтеза». Эта технология была коммерциализирована как «пиросеквенирование», в частности, компанией 454 Life Sciences. Хотя изначально он обеспечивал только более короткие длины считывания в 100-200 нуклеотидов (нт) и имел более низкое качество распознавания оснований и проблемы с гомополимерными участками нуклеотидов, он также обеспечил скачок в производительности секвенирования (до 400 Мб/с за запуск) по сравнению с капиллярными технологиями секвенирования на основе Сэнгера. С тех пор был коммерциализирован ряд других платформ секвенирования следующего поколения (таких как Illumina, SOLID, Ion Torrent), каждая из которых увеличивала объем информации о последовательности, получаемой за запуск (в настоящее время Illumina HiSeq2500 обеспечивает до 600 Гб/с за запуск). Хотя секвенирование отдельных молекул в реальном времени (SMRT) все еще находится в зачаточном состоянии, оно, вероятно, станет «следующим большим достижением», и в настоящее время проводятся испытания прототипов (в основном от Pacific Biosciences).