Barcrawl and Bartab：高度に多重化されたDNAシーケンスのためのバーコードされたプライマーの設計と実装のためのソフトウェアツール

背景：自動化されたDNAシーケンス技術の進歩により、ゲノムおよびメタゲノム研究の規模が大幅に向上しました。プロジェクトスループットを増やすというますます人気のある手段は、シーケンス段階でサンプルを多重化することです。これは、たとえばPCRプライマーにバーコードシーケンスを組み込むことにより、短いユニークな「バーコード」DNAセグメントをゲノムDNAサンプルに共有結合することで実現できます。バーコードシーケンスがシーケンスエラーに対してユニークで堅牢であることを保証するためにいくつかの戦略が説明されていますが、これらは全体的なプライマー設計プロセスに統合されていないため、PCR増幅および/またはシーケンスステップにバイアスを導入する可能性があります。 結果：Barcrawlは、多重化されたハイスループットシーケンスのために、バーコードされたプライマーの設計を促進するソフトウェアプログラムです。プログラムBartabは、複数のバーコードされたプライマーを使用することによって生成されたDNAシーケンスデータセットをデコンボリュートするために使用できます。このホワイトペーパーでは、BarcrawlとBartabによって実装された機能について説明し、Barcoded RRNAプライマーがハイスループットシーケンスによって設計および検証された両方のプログラムの概念実証ケーススタディを提示します。 結論：BarcrawlとBartabは、多重化された標本処理を採用するメタゲノムプロジェクトに従事している研究者に利益をもたらすことができます。ソースコードはGNU General Publicライセンスの下でリリースされ、http：//www.phyloware.comでアクセスできます。

BACKGROUND: Advances in automated DNA sequencing technology have greatly increased the scale of genomic and metagenomic studies. An increasingly popular means of increasing project throughput is by multiplexing samples during the sequencing phase. This can be achieved by covalently linking short, unique "barcode" DNA segments to genomic DNA samples, for instance through incorporation of barcode sequences in PCR primers. Although several strategies have been described to insure that barcode sequences are unique and robust to sequencing errors, these have not been integrated into the overall primer design process, thus potentially introducing bias into PCR amplification and/or sequencing steps. RESULTS: Barcrawl is a software program that facilitates the design of barcoded primers, for multiplexed high-throughput sequencing. The program bartab can be used to deconvolute DNA sequence datasets produced by the use of multiple barcoded primers. This paper describes the functions implemented by barcrawl and bartab and presents a proof-of-concept case study of both programs in which barcoded rRNA primers were designed and validated by high-throughput sequencing. CONCLUSION: Barcrawl and bartab can benefit researchers who are engaged in metagenomic projects that employ multiplexed specimen processing. The source code is released under the GNU general public license and can be accessed at http://www.phyloware.com.