DOI: 10.24075/brsmu.2017-02-04

МЕТОД

Особенности подготовки библиотек для метагеномного секвенирования образцов на платформе Illumina

А. Ю. Красненко1, А. Ю. Елисеев2, Д. И. Борисевич1, К. Ю. Цуканов1, А. И. Давыдова1, В. В. Ильинский1
Информация об авторах

1 ООО «Генотек», Москва

2 Московская гимназия на Юго-западе № 1543, Москва

Для корреспонденции: Красненко Анна Юрьевна
Наставнический пер., 17, стр. 1, подъезд 14, г. Москва, 105120; moc.liamg@oknensarkanna

Информация о статье

Благодарности: авторы благодарят Дарью Плахину и Ивана Стеценка из ООО «Генотек» за помощь в работе, а также Сергея Глаголева из Московской гимназии на Юго-Западе № 1543 — за ценные советы и замечания.

Вклад авторов в работу: А. Ю. Красненко, А. Ю. Елисеев — анализ литературы, планирование и выполнение исследования, анализ и интерпретация данных; Д. И. Борисевич, К. Ю. Цуканов — биоинформатический анализ данных; А. И. Давыдова — подготовка черновика рукописи; В. В. Ильинский — планирование исследования, научный руководитель. Все авторы принимали участие во внесении исправлений в текст рукописи.

Статья получена: 12.04.2017 Статья принята к печати: 24.04.2017
|
  1. Mori H, Maruyama F, Kato H, Toyoda A, Dozono A, Ohtsubo Y, et al. Design and Experimental Application of a Novel Non-Degenerate Universal Primer Set that Amplifies Prokaryotic 16S rRNA Genes with a Low Possibility to Amplify Eukaryotic rRNA Genes. DNA Res. 2014; 21 (2): 217–27.
  2. Deurenberg RH, Bathoorn E, Chlebowicz MA, Couto N, Ferdous M, García-Cobos S, et al. Application of next generation sequencing in clinical microbiology and infection prevention. J Biotechnol. 2017 Feb 10; 243: 16–24.
  3. Oulas A, Pavloudi C, Polymenakou P, Pavlopoulos GA, Papanikolaou N, Kotoulas G., et al. Metagenomics: tools and insights for analyzing next-generation sequencing data derived from biodiversity studies. Bioinform Biol Insights. 2015 May 5; 9: 75–88.
  4. Hamady M, Knight R. Microbial community profiling for human microbiome projects: Tools, techniques, and challenges. Genome Res. 2009 Jul; 19 (7): 1141–52.
  5. Yarza P, Yilmaz P, Pruesse E, Glöckner FO, Ludwig W, Schleifer KH, et al. Uniting the classification of cultured and uncultured bacteria and archaea using 16S rRNA gene sequences. Nat Rev Microbiol. 2014 Sep; 12 (9): 635–45.
  6. Mardis ER. Next-generation sequencing platforms. Annu Rev Anal Chem (Palo Alto Calif). 2013; 6: 287–303.
  7. Fabrice A, Didier R. Exploring microbial diversity using 16S rRNA high-throughput methods. J Comput Sci Syst Biol. 2009; 2 (1): 74–92.
  8. Schloss PD, Gevers D, Westcott SL. Reducing the effects of PCR amplification and sequencing artifacts on 16S rRNA-based studies. PLoS ONE. 2011; 6 (12): e27310.
  9. Klindworth A, Pruesse E, Schweer T, Peplies J, Quast C, Horn M, et al. Evaluation of general 16S ribosomal RNA gene PCR primers for classical and next-generation sequencing-based diversity studies. Nucleic Acids Res. 2013 Jan 7; 41 (1): e1.
  10. Illumina Inc., интернет-сайт [официальная веб-страница]. c2017 [дата обращения: 10 апреля 2017 г.]. Next-Generation Sequencing (NGS) [дата обращения: 10 апреля 2017 г.]; [примерно 2 экрана]. Доступно по: https://www.illumina.com/ technology/next-generation-sequencing.html
  11. Bag S, Saha B, Mehta O, Anbumani D, Kumar N, Dayal M, et al. An Improved Method for High Quality Metagenomics DNA Extraction from Human and Environmental Samples. Sci Rep. 2016 May 31; 6: 26775.
  12. Qubit 3.0 Fluorometer User Guide [файл из интернета]. Вер- сия A.0. США: Thermo Fisher Scientific Inc. c2014 [дата обращения: 10 апреля 2017 г.]: 67 с. Доступно по ссылке: https://tools. thermofisher.com/content/sfs/manuals/qubit_3_fluorometer_ man.pdf
  13. Polz MF, Cavanaugh CM. Bias in template-to-product ratios in multitemplate PCR. Appl Environ Microbiol. 1998 Oct; 64 (10): 3724–30.
  14. Reysenbach AL, Giver LJ, Wickham GS, Pace NR. Differential amplification of rRNA genes by polymerase chain reaction. Appl Environ Microbiol. 1992 Oct; 58 (10): 3417–8.
  15. Bru D, Martin-Laurent F, Philippot L. Quantification of the detrimental effect of a single primer-template mismatch by real- time PCR using the 16S rRNA gene as an example. Appl Environ Microbiol. 2008 Mar; 74 (5): 1660–3.
  16. Wu JH, Hong PY, Liu WT. Quantitative effects of position and type of single mismatch on single base primer extension. J Microbiol Methods. 2009 Jun; 77 (3): 267–75.
  17. Seshadri R, Kravitz SA, Smarr L, Gilna P, Frazier M. CAMERA: a community resource for metagenomics. PLoS Biol. 2007 Mar; 5 (3): e75.
  18. Quast C, Pruesse E, Yilmaz P, Gerken J, Schweer T, Yarza P, et al. The SILVA ribosomal RNA gene database project: improved data processing and web-based tools. Nucleic Acids Res. 2013 Jan; 41 (Database issue): D590–6.
  19. Mao D-P, Zhou Q, Chen C-Y, Quan Z-X. Coverage evaluation of universal bacterial primers using the metagenomic datasets. BMC Microbiol. 2012 May 3; 12: 66.
  20. Brownie J, Shawcross S, Theaker J, Whitcombe D, Ferrie R, Newton C, et al. The elimination of primer-dimer accumulation in PCR. Nucleic Acids Res. 1997 Aug 15; 25 (16): 3235–41.
  21. Lorenz TC. Polymerase Chain Reaction: Basic Protocol Plus Troubleshooting and Optimization Strategies. J Vis Exp. 2012 May 22; (63): e3998.
  22. Kircher M, Sawyer S, Meyer M. Double indexing overcomes inaccuracies in multiplex sequencing on the Illumina platform. Nucleic Acids Res. 2012 Jan; 40 (1): e3.
  23. 16S Metagenomic Sequencing Library Preparation. Preparing 16S Ribosomal RNA Gene Amplicons for the Illumina MiSeq System [файл из интернета]. [дата обращения: 10 апреля 2017 г.]: 28 с. Доступно по ссылке: https://www.illumina.com/content/ dam/illumina-support/documents/documentation/chemistry_ documentation/16s/16s-metagenomic-library-prep-guide- 15044223-b.pdf
  24. MiSeq System Denature and Dilute Libraries Guide [файл из интернета]. Сан-Диего: Illumina Inc.; c2016 [дата обращения: 10 апреля 2017 г.]: 14 с. Доступно по ссылке: http://support.illumina. com/content/dam/illumina-support/documents/documentation/ system_documentation/miseq/miseq-denature-dilute-libraries- guide-15039740-01.pdf
  25. Руководство по системе MiSeq [файл из интернета]. Сан-Диего: Illumina Inc.; c2015 [дата обращения: 10 апреля 2017 г.]: 106 с. Доступно по ссылке: http://support.illumina.com/ content/dam/illumina-support/documents/documentation/ system_documentation/miseq/translations/miseq-system-guide- 15027617-01-rus.pdf
  26. База данных рибосомальной систематики (RDP) [база данных в интернете]. Релиз 11. Ист-Лансинг, США: Мичиганский университет. c1992–2014 [дата обращения: 10 апреля 2017 г.]. Доступно по: https://rdp.cme.msu.edu/.
  27. Collection of commonly used RDP Tools for easy building. На GitHub [хостинг проектов]. c2017 [дата обращения: 10 апреля 2017 г.]. Доступно по ссылке: https://github.com/rdpstaff/RDPTools
  28. RDP extensible sequence classifier for fungal lsu, bacterial and archaeal 16s. На GitHub [хостинг проектов]. c2017 [дата обращения: 10 апреля 2017 г.]. Доступно по ссылке: https://github.com/ rdpstaff/classifier/tree/701e229dde7cbe53d4261301e23459d9 1615999d
  29. Jones MB, Highlander SK, Anderson EL, Li W, Dayrit M, Klitgord N, et al. Library preparation methodology can influence genomic and functional predictions in human microbiome research. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015 Nov 10; 112 (45): 14024–9.