macでインフォマティクス

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NGS関連のインフォマティクス情報についてまとめています。

生物種の推定

メタゲノムデータのtaxonomy assignmentを行う k-SLAM

微生物群集から直接抽出されたDNAの研究は、全ゲノムショットガンシーケンシングによって革命を起こした。バクテリア、ウイルス、真菌の種から数十億の短いDNA配列をサンプリングする能力は、多様な生態系の分類学的構成ならびにその中で起こっている過程を…

NGSデータまたはアセンブリからバクテリアやアーキアのtaxanomic assignmentを行い、ゲノムのnoveltyなどを評価する MIGA

Small subunit ribosomal RNA gene (16S)は、30年以上にわたり、原核生物種およびそのコミュニティの多様性をカタログ化および研究するために首尾よく使用されてきた。しかしながら、16S(論文より ref.1)によって効率的に評価することができない種および…

細菌性髄膜の原因バクテリア種をFASTA配列から検出するBMScan

毎年世界で120万件が発生すると推定される細菌性髄膜炎(bacterial meningitis)は、公衆衛生上の懸念事項として残る、生命を脅かす感染症である [論文より ref.1]。数多くの病原体が細菌性髄膜炎を引き起こす可能性があり、病原体あたりの致命率や病気の有…

virusゲノムを同定する GENOME DETECTIVE

Genome Detectiveは、ウイルスのゲノムを迅速かつ正確にアセンブリする使いやすいWebベースのソフトウェアアプリケーションである。提出された入力シーケンスデータ内のすべてのウイルス種について、真核生物ウイルスおよびファージからの配列に分類学的名称…

小メモリで高速にtaxonomy assignmentを行う metacache

メタゲノム研究の例として、ヒト腸のシーケンシング解析(Korpela et al、2016)、ヒトの皮膚(Bzhalava et al、2014)、水生生態系(Bork et al、2015)、食物(Ripp et al、2014 )、土壌(Fierer et al、2012)および空中の微生物(Barberánet al、2015)…

k-merを使い 進化距離や相同性を高速計算する Kmer-db

Preprintより 何千もの異なる生物のシーケンシング解析の過程で大量のデータが生成された(100K Pathogen Genome Project(Weimer el al、2017、NCBI Pathogen Detection(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ pathogens) )、これは迅速な分析方法を要求する。 …

Serotypeを予測するSerotypeFinder

大腸菌(Escherichia coli)は通常無害な共生菌であるが、特定の病原性メカニズムによってヒトおよび/または動物に病気を引き起こす能力を発達させた種もある。場合によっては、感染は致死的であり得る(論文より ref.1)。Serotyping( wiki)(以後、血清…

既知Eukaryotic Virusesのアセンブリツール drVM

ウイルスは地球上で最も豊富な生物学的実体であり、動物、植物、細菌、真菌類を含むあらゆる細胞型の生活の中で発見されている。 4500種以上のウイルス種が発見されてきている(論文執筆時点)。それらの配列情報は研究者によって収集されている[論文より re…

抗生物質耐性遺伝子や病原性遺伝子を素早く検索できる ABRicate

ABRicateはTorsten SeemannさんがGithubに公開されている抗生物質耐性遺伝子や病原性遺伝子、腸内細菌科プラスミドの検索ツール。webツールは混雑していると実行するまで何時間も待たされることがあるが、本ツールはコマンドラインで実行し、素早く結果を得…

抗生物質耐性遺伝子を検出する KmerResistance

抗生物質は、ヒトおよび家畜の両方で世界中で広く使用されており、疾患の治療または急速な成長を保証している。長年にわたり、これは抗生物質耐性菌の出現、選抜および普及のための好ましい条件を作り出してきた(ref.1)。 バクテリアの耐性プロファイルを…

メタゲノムのリアルタイム分類ツール LiveKraken

ゲノムシーケンシングデータのリアルタイム解析は、シーケンサがまだ稼動している間にデータを分析できるため、過去数年にわたって特に注目を集めている。しかし、Minionシーケンサーをベースにしたライブ解析アプローチの可能性は、これらのデバイスのスル…

メタゲノムを分類し、結果を可視化する Taxonomer

微生物集団のゲノム解析であるMetagenomicsは、環境と人体の微生物群集のプロファイリングを、これまでにない深みと幅で可能にする。その急速に拡大している用途は、自然環境や人工環境における微生物多様性の理解に革命をもたらしており、微生物の地域プロ…

メタゲノムのtaxonomy プロファイリングを行う Centrifuge

アーキアやバクテリアなどの微生物は、土壌や海洋から温泉や深海に至るまで、事実上あらゆる場所で発見されている(Keller and Zengler 2004)。これらの微生物はまた、皮膚や腸管のような人体のさまざまなニッチを含む生きた生き物の上や中にも豊富に存在す…

タンパク質を使って高感度にメタゲノムのtaxonomy assignmentを行う kaiju

2018 10/7 タイトル修正 2018 11/20 conda追加 ランダムDNAショットガンシーケンシングを使用すると、実験室培養を必要とせずに環境サンプルから全ゲノムDNAを直接得ることができる。この「メタゲノミック」アプローチは、細菌や古細菌の共同体の生物多様性…

MinHashを使い高速にゲノムを比較する MASH

BLASTが1990年に初めてpublishされたとき、公開されたアーカイブには5000万塩基以下の塩基配列しか存在しなかった[論文より ref.2]。現在では、1つのシーケンシング機器1回の実行で1兆塩基を超えるシーケンス生成が可能である[ref.3]。この規模のデータを管…

MinHashを使いfasta / fastqから生物種を高速推定する BBSketch

以前このブログで紹介したBBtoolsに、いつのまにか、Minhashアルゴリズム(リンク)を使ってわずか数秒でゲノムなどの大きな配列を比較し、トップヒットを返してくれる機能が実装されている。Biostarsに使い方が載せてあったので、紹介しておきます。 BBtool…

小メモリで高速にメタゲノムのtaxonomy assignmentを行う metaOthello

2018 10/7 タイトル修正 Metagenomicsとは、興味ある環境から得られたゲノム研究であり、例えばヒトの体内(Huttenhower and Human Microbiome Project Consortium、2012)、海水(Venter et al。、2004)、酸性雨排水(Tyson et al 、2004)などが例として…

メタゲノムのtaxonomyアノテーションを行い定量する MGmapper

迅速で効率的なDNAシーケンシング技術の進歩により、堆積物[論文より ref.1] [ref.2]、水[ref.3]、氷[ref.4]、ヒトなど様々な環境から微生物群集を研究することが可能になった[ ref.6]。既知のDNA配列決定プラットフォームの中で、イルミナHiSeqおよびMiSeq…

k-mersからゲノムの類似性を高速計算する kWIP

DNAシークエンシングの主な用途は、試料の遺伝的構成を互いに比較して共通性を同定し、したがって関連性を検出するか、またはその差を利用して機能を解明することである。最初に、仮定された遺伝的系統および複製を確認するか、またはサンプルを家族、集団お…

NGSデータから素早くバクテリアの分析を行う MICRA

ハイスループットシーケンシング(HTS)技術は多くの微生物学的問題に対処するための費用対効果の高い便利なアプローチとして浮上し、この分野を大きく変えている。完全なゲノム情報にアクセスすることは、微生物学における基礎研究に革命をもたらし、例えば…

メタゲノムから特定の種のリードを得る MetaObtainer

微生物ゲノム研究は通常、実験的限界のために1つの細菌株に焦点を当てる。この種の方法は、少なくとも2つの欠点を有する:(1)微生物の99%以上が未知であり、栽培または単離することができない。 (2)生息地の微生物が互いとその宿主に対して様々な機能的…

バクテリアをstrainレベルで検出する StrainSeeker

病原性細菌の検出には、細菌病原体を迅速に同定する必要がある。このために、通常、病原体は単離され、PCRや全ゲノム配列が行われる。分子タイピングの主な目標の1つは、病原体をクローン群に分類することである。なぜなら、同じ種の系統は宿主に対して大き…

kallistoを動かしメタゲノムからウィルスゲノムを高速に検出・定量する FastViromeExplorer

伝統的なウイルス同定法は単離および培養に依存しており、時間がかかるだけでなく、多くのウイルスおよび宿主が培地で増えないため実行不可能なことも多い。 2004年に登場したNGSの技術により、ウイルスとその存在量を迅速に測定することが可能になった。ウ…

メタゲノムデータの高速なtaxonomy assignmentを行う kraken

2018 10/6 タイトル修正 2018 11/17 簡単なテスト追加 krakenは2014年に発表されたメタゲノムデータの分類手法。fastqまたはfastaの入力からk-merの配列に分解し、構築したデータベースにアライメントを行う。BLASTと同等の精度を保ちながら、megablastより…

MetaPhlAn2によるメタゲノムデータの解析

MetaPhlAn2は、メタゲノムシーケンスデータから、どのような生物がどのくらいの割合でいるのか評価するツールである。種の同定が可能なのは、著者らが要した100万以上のマーカー遺伝子が生物と紐付けされていて、そのデータベースの配列にアライメントを行う…

PanPhlAnによるメタゲノムのプロファイリング

2018 10/30 イントロ修正 PanPhlAnはメタゲノムをstrainレベルで解析するツール。調べるのは遺伝子の有り/無しで、データベースのゲノムと比較することでメタゲムシーケンスしたバクテリアの特定の種に、実際にはどれくらいの多様性があるか(どれくらいのst…

メタゲノム解析ツール

使ってみて便利だったツールを紹介する。 Genome sequences of rare, uncultured bacteria obtained by differential coverage binning of multiple metagenomes Albertsen et al. (2013) メタゲノムデータから、各生物ごとのデータを大まかに仕分け、その後…