ハイブリッドアセンブリは、大腸菌およびクレブシエラ肺炎症臨床分離株のプラスミド、抗菌耐性遺伝子、および毒性因子の改善された分解能を提供します

新たな新しいシーケンス技術により、研究者は、抗菌抵抗性（AMR）遺伝子や病原性因子などの微生物の病原性に関連する要因を研究するユニークな機会を提供しました。ただし、全ゲノムシーケンス（WGS）データを使用するには、必要な手法と同様に、関連するバイオインフォマティクスに関する十分な知識が必要です。この研究では、ノルウェーの臨床サンプルからの合計9つの大腸菌とクレブシエラ肺炎分離株を、ミニオンプラットフォームとイルミナプラットフォームの両方を使用してシーケンスしました。9つのサンプルのうち3つが血液培養から直接シーケンスされ、1つのサンプルが混合血液培養からシーケンスされました。ゲノムアセンブリの場合、いくつかの長い読み物（Canu、Flye、Unicymler、およびMiniasm）、Short-read（Abyss、Unicymer and Spades）およびハイブリッドアセンブラー（Unicycler、Hybridspades、およびMasurca）がテストされました。最高のパフォーマンスのアセンブラーからの組み立てられたゲノム（QuastおよびBuscoを使用した品質チェックによる）は、下流の分析を受けました。FlyeとUnicyclerのアセンブラーは、それぞれ長い読み取りと短い読み取りのアセンブリに最適でした。ハイブリッドアセンブリの場合、Unicyclerはトップパフォーマンスのアセンブラーであり、より循環された完全なゲノムアセンブリを生産しました。ハイブリッド組み立てられたゲノムは、下流分析で大幅に優れており、推定プラスミド、AMR遺伝子、およびβ-ラクタマーゼ遺伝子バリアントを予測し、ミニオンおよびイルミナアセンブリと比較して予測しました。したがって、ハイブリッドアセンブリは、臨床サンプルと混合サンプルの微生物の病原性に関連する因子を明らかにする可能性があります。

Emerging new sequencing technologies have provided researchers with a unique opportunity to study factors related to microbial pathogenicity, such as antimicrobial resistance (AMR) genes and virulence factors. However, the use of whole-genome sequence (WGS) data requires good knowledge of the bioinformatics involved, as well as the necessary techniques. In this study, a total of nine Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae isolates from Norwegian clinical samples were sequenced using both MinION and Illumina platforms. Three out of nine samples were sequenced directly from blood culture, and one sample was sequenced from a mixed-blood culture. For genome assembly, several long-read, (Canu, Flye, Unicycler, and Miniasm), short-read (ABySS, Unicycler and SPAdes) and hybrid assemblers (Unicycler, hybridSPAdes, and MaSurCa) were tested. Assembled genomes from the best-performing assemblers (according to quality checks using QUAST and BUSCO) were subjected to downstream analyses. Flye and Unicycler assemblers performed best for the assembly of long and short reads, respectively. For hybrid assembly, Unicycler was the top-performing assembler and produced more circularized and complete genome assemblies. Hybrid assembled genomes performed substantially better in downstream analyses to predict putative plasmids, AMR genes and β-lactamase gene variants, compared to MinION and Illumina assemblies. Thus, hybrid assembly has the potential to reveal factors related to microbial pathogenicity in clinical and mixed samples.