作物のゲノム解析を進めるためには、高品質な個別ゲノムアセンブリによる効率的な遺伝子システムが必要である。ここでは、アセンブリーのscaffoldingやパッチを自動化するツールセットであるRagTagを紹介し、広く使われているトマトの遺伝子型M82と、機能的ゲノミクスやゲノム編集を加速するために開発した rapid-cyclingのジェノタイプSweet-100について、染色体規模のリファレンスゲノムを確立した。この研究は、他の植物種における遺伝システムとゲノムリソースを迅速に拡張するための戦略を示している。
RagTagは、以前に発表したRaGOO scaffolderに代わって、ホモロジーベースのcorrectionとscaffoldingモジュールに改良を加え、「patch」と「merge」と呼ばれる2つの新しいscaffoldingツールを提供している。RagTag "patch "は、1つのゲノムアセンブリを使用して、2つ目のゲノムアセンブリの足場となる結合部を作り、ギャップを埋める（論文Fig.2b）。これは、CHM13「テロメア-2-テロメア」ヒトリファレンスアセンブリを正確にパッチすることで実証したように、HiFiやONTなどの相補的なシーケンス技術タイプを用いたゲノムアセンブリプロジェクトに特に有効である。RagTag "merge "はCAMSA scaffolderの拡張機能であり、与えられたアセンブリに対する複数のscaffold候補を調整する（論文図2c）。これにより、ユーザーは潜在的に複数のマップまたはマップ固有の技術的パラメータを持つアセンブリを足場とし、その結果を単一のscaffoldソリューションに相乗的に結合することができる。入力されたscaffoldは、コンティグをノードとし、コンティグの配置の信頼度で重み付けされたエッジを持つ「スキャフォールド・グラフ」内にエンコードされる。RagTagはこのグラフを解析して曖昧なパスを解決し、オプションとしてHi-Cデータを使用してエッジを再重み付けする。
https://github.com/malonge/RagTag/wiki
（マニュアルより）
Check out the new RagTag preprint! We introduce RagTag as a flexible toolset for genome assembly patching and scaffolding and we use it to make 2 new tomato references. A very fun collaboration with @SebastianSoyk! @mike_schatz @CSHLplants @melanie_kirsche @s_aganezov https://t.co/UGlrL4fd24
— Michael Alonge (@malonge11) November 22, 2021
RagTag succeeds RaGOO as our tool for fast reference-guided assembly correction and scaffolding. Compared to RaGOO, RagTag comes with new features and is faster/more accurate. More new features are coming soon! https://t.co/BKYrDMvxeR @mike_schatz
— Michael Alonge (@malonge11) January 19, 2021
New in RagTag v2 is RagTag 'patch'! A tool for filling gaps and scaffolding an assembly with a separate complementary assembly. This is especially useful for CCS assemblies commonly broken at coverage dropouts or larger repeats. https://t.co/BKYrDMvxeR
— Michael Alonge (@malonge11) May 24, 2021
インストール
依存
- Minimap2, Unimap, or Nucmer
- Python 3 (with the following auto-installed packages)
- numpy
- intervaltree
- pysam
- networkx
#conda (link)
mamba create -n ragtag
conda activate ragtag
mamba install -c bioconda ragtag -y
#pip (pypi)
pip install RagTag
#source
git clone https://github.com/malonge/RagTag
cd RagTag
python3 setup.py install
> ragtag.py
RagTag: Tools for fast and flexible genome assembly scaffolding and improvement.
Version: v2.1.0
usage: ragtag.py <command> [options]
assembly improvement:
correct homology-based misassembly correction
scaffold homology-based assembly scaffolding
patch homology-based assembly patching
merge scaffold merging
file utilities:
agp2fa build a FASTA file from an AGP file
agpcheck check for valid AGP file format
asmstats assembly statistics
splitasm split an assembly at gaps
delta2paf delta to PAF file conversion
paf2delta PAF to delta file conversion
updategff update gff intervals
options:
-c, --citation
-v, --version
実行方法
scaffold - 相同性ベースのscaffolding
ターゲットのscaffolds配列と参照するゲノム配列を指定する。
ragtag.py scaffold ref.fasta query.fasta
ragtag_output/にragtag.scaffold.fastaが出力される。
merge - scaffoldsのマージ。Hi-Cテクノロジーにも対応している。
ragtag.py scaffold -o out_1 ref1.fasta query.fasta
ragtag.py scaffold -o out_2 ref2.fasta query.fasta
ragtag.py merge query.fasta out_*/*.agp other.map.agp
#Hi-C
ragtag.py merge -b hic.bam query.fasta out_*/*.agp other.map.agp
patch - あるゲノムアセンブリを別のゲノムアセンブリに「パッチ」（あて布）するために使用する。
ragtag.py patch target.fa query.fa
correct- リファレンスゲノムを使用して、クエリアセンブリ内の潜在的なミスアセンブリを修正する
他にもいくつかのユーティリティコマンドが利用できます。植物のゲノミクス関連分野の研究者の方は、プレプリントも大いに参考になると思います。アクセスしてみて下さい。
引用
Automated assembly scaffolding elevates a new tomato system for high-throughput genome editing
Michael Alonge, Ludivine Lebeigle, Melanie Kirsche, Sergey Aganezov, Xingang Wang, Zachary B. Lippman, Michael C. Schatz, Sebastian Soyk
bioRxiv, Posted November 19, 2021
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