nanopore数据组装人类基因组

Sergey Koren和Adam Phillippy提出了一种“trio binning”组装策略组装人的基因组单倍型。两位大神参与了多个组装软件项目:

MashMap: A fast and approximate long read mapper
Canu:A single molecule sequence assembler for genomes large and small
Mash: Fast genome and metagenome distance and containment estimation using MinHash
MHAP: A probabilistic sequence overlap algorithm

还在bioRxiv上发表了一系列优秀文章:

RefSeq database growth influences the accuracy of k-mer-based species identification
Complete assembly of parental haplotypes with trio binning
Integrating Hi-C links with assembly graphs for chromosome-scale assembly
A fast adaptive algorithm for computing whole-genome homology maps

作者使用Oxford Nanopore MinION作者人的基因组(GM12878),使用“trio-based”组装策略组装单倍型。Nanopore持续推进,有一些重大提升,如一些工具Nanopolish ,速度更加快速且增加了一些新的功能。因此作者使用原先自己发现的文献数据,用最新的工具再次base call和组装。新的组装版本提升了NG50,trio binning准确的重建了两个单倍型的MHC基因。
作者使用 Albacore v2.1 其call raw data,覆盖了从37升至41x,reads平均长度从7.3提升至8.1kbp。Canu 1.6组装提升NG50至10.2 Mbp(150k cpu小时)。作者使用Canu 1.7对reads纠错,并使用WTDBG 进行组装,组装结果NG50为12.4 Mbp,WTDBG仅需30k cpu小时。

使用Canu + WTDBG的策略比单独使用Miniasm 或单独使用WTDBG要好,可能原因是Canu纠错后的结果更利于组装。

评估 Canu + WTDBG的组装准确性为98.94%,比之前文章报道的95.94%高。经过Nanopolish 两轮“CpG甲基化”修正后,准确性达到了99.76%,而 deletion bias和short indels的比例较突出,作者随后旨在对其进行改进。

image.png

由于GM12878有亲代的数据可用,作者试着用刚发表的trio binning方法(Koren et al. 2018)组装。在组装前,使用TrioCanu对GM12878的nanopore reads分为母本和父本单倍型bins,两轮CpG Nanopolish后,两种单倍体的识别率均为99.24%。

作者将两种nanopore的单倍体排列成一种结构变体,并将这些结果与PacBio的分析结果进行比较。在nanopore的组装结果中有更高比例的short indels。


image.png

尝试使用双亲Illumina数据在每个nanopore单倍型上运行Pilon实际上降低了质量,并在几个MHC基因中引入了额外的错误。然而,将Pilon限制为仅修正inels确实修正了所有类型基因的错误,最终的一致性准确率为99.92%。

作者组装的方法发表在Jain et al. 2017 ,trio binning 的方法在 Koren et al. 2018

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,772评论 6 477
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,458评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,610评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,640评论 1 276
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,657评论 5 365
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,590评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,962评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,631评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,870评论 1 297
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,611评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,704评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,386评论 4 319
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,969评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,944评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,179评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 44,742评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,440评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容