2019 7/5 コマンド修正
2019 7/8 説明の流れ修正
2019 7/14 動画追記
staramrはcontigやゲノムなどのDNA配列からAMR（Antimicrobial Resistance ）原因（または関連）遺伝子を検出してくれるツール。ResFinderデータベースやPointFinderデータベースを検索対象にしている。
インストール
mac os 10.13、Anaconda 3.4.0環境でテストした。
依存
- Python 3
- BLAST+
- Git
本体 Github
#condaで依存も含めて導入
conda install -c bioconda -y staramr
データベースもダウンロードされる。
> staramr -h
> staramr -h
usage: staramr [-h] [--verbose] [-V] {search,db} ...
Do AMR detection for genes and point mutations
positional arguments:
{search,db} Subcommand for AMR detection.
search Search for AMR genes
db Download ResFinder/PointFinder databases
optional arguments:
-h, --help show this help message and exit
--verbose Turn on verbose logging [False].
-V, --version show program's version number and exit
——
データベース情報
> staramr db info
$ staramr db info
resfinder_db_dir = /home/kazu/anaconda3/lib/python3.6/site-packages/staramr/databases/data/dist/resfinder
resfinder_db_url = https://bitbucket.org/genomicepidemiology/resfinder_db.git
resfinder_db_commit = dc33e2f9ec2c420f99f77c5c33ae3faa79c999f2
resfinder_db_date = Tue, 20 Mar 2018 16:49
pointfinder_db_dir = /home/kazu/anaconda3/lib/python3.6/site-packages/staramr/databases/data/dist/pointfinder
pointfinder_db_url = https://bitbucket.org/genomicepidemiology/pointfinder_db.git
pointfinder_db_commit = ba65c4d175decdc841a0bef9f9be1c1589c0070a
pointfinder_db_date = Fri, 06 Apr 2018 09:02
pointfinder_gene_drug_version = 050218
——
データベースの最新版へのアップデート。
staramr db update --update-default
ラン
１、contigの準備。
staramrはアセンブリして得たcontigのFASTAファイルを使う。NGSのデータは直接使用できないので、持ってなければ前もってアセンブリしておく。オーサーはde novoアセンブラとして、SPAdesをチューニングしたShovillなどを挙げている（紹介）。
shovill --outdir out --R1 test/R1.fq.gz --R2 test/R2.fq.gz --ram 8
２、staramr実行。
staramr search -o staramr_output input.fa
解析が終わるとout/に複数のファイルができる。*.tsvファイルが分析結果のファイルで、タブ仕分けで抗生物質耐性遺伝子などの検出されたAMR遺伝子とそのアノテーションがまとめられている。それ以外にsettings.txtファイル、results.xlsxファイル（これまでの結果をシート単位で保存）、検出されたAMR遺伝子のFASTAファイルができる。詳細はGithub のマークダウン形式のREADME参照。
walk through
https://github.com/phac-nml/staramr/blob/development/doc/tutorial/staramr-tutorial.ipynb
データ１（リンク 137 contigs）とデータ２（リンク one chromosome & one plasmid）の配列をダウンロードし、staramrで分析してAMRを検出し、それを薬剤感受性検査の結果（表現型）と照合する実践的なチュートリアルになっている。
#配列のダウンロード
wget -O GCF_001478105.1.fasta.gz ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/all/GCF/001/478/105/GCF_001478105.1_Salmonella_enterica_CVM_N31384-SQ_v1.0/GCF_001478105.1_Salmonella_enterica_CVM_N31384-SQ_v1.0_genomic.fna.gz
wget -O GCF_001931595.1.fasta.gz ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/all/GCF/001/931/595/GCF_001931595.1_ASM193159v1/GCF_001931595.1_ASM193159v1_genomic.fna.gz
#解凍
gunzip GCF_001478105.1.fasta.gz
gunzip GCF_001931595.1.fasta.gz
#saramrでサーチ
staramr search --pointfinder-organism salmonella -o out *.fasta
#ResFinderへの全ヒット表示
cut -f 1,2,4,5,6,7 out/resfinder.tsv | column -s$'\t' -t
Isolate ID Gene %Identity %Overlap HSP Length/Total Length Contig
GCF_001478105.1 blaCMY-2 100.00 100.00 1146/1146 ref|NZ_JYVD01000056.1|
GCF_001931595.1 aac(3)-IVa 99.87 100.00 786/786 ref|NZ_CP016411.1|
GCF_001931595.1 aph(3')-Ia 99.39 99.75 814/816 ref|NZ_CP016411.1|
GCF_001931595.1 aph(4)-Ia 100.00 100.00 1026/1026 ref|NZ_CP016411.1|
GCF_001931595.1 blaCTX-M-65 100.00 100.00 876/876 ref|NZ_CP016411.1|
GCF_001931595.1 dfrA14 99.79 100.00 483/483 ref|NZ_CP016411.1|
GCF_001931595.1 floR 98.19 99.92 1214/1215 ref|NZ_CP016411.1|
GCF_001931595.1 sul1 100.00 100.00 927/927 ref|NZ_CP016411.1|
GCF_001931595.1 tet(A) 100.00 100.00 1200/1200 ref|NZ_CP016411.1|
#全point mutation表示
cut -f 1,2,5,6,7,8,10 out/pointfinder.tsv | column -s$'\t' -t
Isolate ID Gene Position Mutation %Identity %Overlap Contig
GCF_001931595.1 gyrA (D87Y) 87 GAC -> TAC (D -> Y) 99.43 100.00 ref|NZ_CP016410.1|
# Show only Predicted Phenotype
cut -f 1,3 out/summary.tsv | column -s$'\t' -t
Isolate ID Predicted Phenotype
GCF_001478105.1 ampicillin, amoxicillin/clavulanic acid, cefoxitin, ceftriaxone
GCF_001931595.1 gentamicin, kanamycin, hygromicin, ampicillin, ceftriaxone, trimethoprim, chloramphenicol, ciprofloxacin I/R, nalidixic acid, unknown[sul1_2_CP002151], tetracycline
Validation
結果の妥当性を確認するため、walk throughでは最後にstaramr予測結果をNCBIのpathogen detection（リンク）のAMR geneotypes、およびNCBIの薬剤感受性検査（用語 wiki）（リンク）のAST Phenotypes と比較している。walk throughを読んで確認してください。
https://github.com/phac-nml/staramr/blob/development/doc/tutorial/staramr-tutorial.ipynb
まだ開発途中とのことで、今後機能が追加されるかもしれません。
こちらも参考にしてください。
追記
参考動画
StaPH-B monthly webinar - May2019
引用
GitHub - phac-nml/staramr: Scans genome contigs against the ResFinder and PointFinder databases.
Zankari E, Hasman H, Cosentino S, Vestergaard M, Rasmussen S, Lund O, Aarestrup FM, Larsen MV. 2012. Identification of acquired antimicrobial resistance genes. J. Antimicrob. Chemother. 67:2640–2644. doi: 10.1093/jac/dks261
Zankari E, Allesøe R, Joensen KG, Cavaco LM, Lund O, Aarestrup F. PointFinder: a novel web tool for WGS-based detection of antimicrobial resistance associated with chromosomal point mutations in bacterial pathogens. J Antimicrob Chemother. 2017; 72(10): 2764–8. doi: 10.1093/jac/dkx217
