Completion of draft bacterial genomes by long-read sequencing of synthetic genomic pools
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Illumina technology currently dominates bacterial genomics due to its high read accuracy and low sequencing cost. However, the incompleteness of draft genomes generated by Illumina reads limits their application in comprehensive genomics analyses. Alternatively, hybrid assembly using both Illumina short reads and long reads generated by single molecule sequencing technologies can enable assembly of complete bacterial genomes, yet the high per-genome cost of long-read sequencing limits the widespread use of this approach in bacterial genomics. Here we developed a protocol for hybrid assembly of complete bacterial genomes using miniaturized multiplexed Illumina sequencing and non-barcoded PacBio sequencing of a synthetic genomic pool (SGP), thus significantly decreasing the overall per-genome cost of sequencing. RESULTS: We evaluated the performance of SGP hybrid assembly on the genomes of 20 bacterial isolates with different genome sizes, a wide range of GC contents, and varying levels of phylogenetic relatedness. By improving the contiguity of Illumina assemblies, SGP hybrid assembly generated 17 complete and 3 nearly complete bacterial genomes. Increased contiguity of SGP hybrid assemblies resulted in considerable improvement in gene prediction and annotation. In addition, SGP hybrid assembly was able to resolve repeat elements and identify intragenomic heterogeneities, e.g. different copies of 16S rRNA genes, that would otherwise go undetected by short-read-only assembly. Comprehensive comparison of SGP hybrid assemblies with those generated using multiplexed PacBio long reads (long-read-only assembly) also revealed the relative advantage of SGP hybrid assembly in terms of assembly quality. In particular, we observed that SGP hybrid assemblies were completely devoid of both small (i.e. single base substitutions) and large assembly errors. Finally, we show the ability of SGP hybrid assembly to differentiate genomes of closely related bacterial isolates, suggesting its potential application in comparative genomics and pangenome analysis. CONCLUSION: Our results indicate the superiority of SGP hybrid assembly over both short-read and long-read assemblies with respect to completeness, contiguity, accuracy, and recovery of small replicons. By lowering the per-genome cost of sequencing, our parallel sequencing and hybrid assembly pipeline could serve as a cost effective and high throughput approach for completing high-quality bacterial genomes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».