來源：鑫匯科技     時間：2018-05-22    10:30

       近日，國家CDC傳染病所診斷室利用牛津納米孔測序技術(shù)（Oxford Nanopore Technology，ONT）成功獲得一株猩紅熱病原體—A族鏈球菌（Group A streptococcus, GAS）的基因組完成圖。

       　圖1. MinION測序設(shè)備及測序原理示意圖（引自https://nanoporetech.com）

       課題組提取GAS基因組未經(jīng)PCR擴增直接利用MinION設(shè)備、R9.4Flowcell進行了測序。結(jié)果顯示，ONT技術(shù)在10分鐘內(nèi)獲取的reads數(shù)據(jù)即可即時獲取GAS基因組中全部重要的耐藥基因（ermB、tetM等）、毒力基因及基因分型信息（emm）。單獨用ONT的長reads在1小時內(nèi)即可組裝達到GAS基因組平均長度（1.85Mb），同時獲得包括長度為幾十kb的ICE和prophage等移動元件在內(nèi)的全部序列信息，這些移動元件往往攜帶多種耐藥基因和毒力基因在GAS不同血清型菌株間播散，可能是引起猩紅熱疫情上升的重要因素。利用ONT與Illumina二代測序數(shù)據(jù)相結(jié)合進行組裝可以使組裝完成圖的準確率達到99.99%。課題組針對ONT實時數(shù)據(jù)分析的優(yōu)勢開發(fā)了一系列快速、自動化分析方案，使得從樣本DNA提取到基因分型、毒力基因與耐藥基因等關(guān)鍵基因的讀取，到基因組完成圖的組裝整個過程可在4-6小時內(nèi)完成?？梢灶A(yù)見，ONT技術(shù)以其測序速度更快、超長讀長、現(xiàn)場操作性更強等優(yōu)勢將為未來傳染病疫情現(xiàn)場控制模式帶來技術(shù)革命。

       圖2. ONT MinION產(chǎn)生的reads長度及數(shù)據(jù)量分布

圖3.基于納米孔測序組裝結(jié)果快速鑒定GAS移動元件

       通過以上探索性工作，本課題組在國內(nèi)率先將納米孔測序技術(shù)應(yīng)用于病原細菌的基因組組裝分析，建立了基于納米孔測序技術(shù)的細菌性傳染病病原體分析模式。目前部分研究內(nèi)容已在Genome Announcements發(fā)布。文章第一作者為尤元海，通訊作者為張建中研究員。

       本文章由中國疾病預(yù)防控制中心傳染病預(yù)防控制所傳染病預(yù)防控制國家重點實驗室尤元海老師和北京鑫匯普瑞科技發(fā)展有限公司合作發(fā)表。

       Link: http://genomea.asm.org/content/6/18/e00389-18.full

       You Y, Kou Y, Niu L, Jia Q, Liu Y, Davies MR, Walker MJ, Zhu J, Zhang J. 2018. Complete genome sequence of a Streptococcus pyogenes serotype M12 scarlet fever outbreak isolate from China, compiled using Oxford Nanopore and Illumina sequencing. Genome Announc 6:e00389-18. https://doi.org/10.1128/genomeA.00389-18.