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采用SMRT測序技術(shù)獲得 NCTC 3,000株細菌基因組圖譜
英國的Wellcome Sanger研究所與Pacific Biosciences（PacBio）合作已完成了對英國公共衛(wèi)生部國家標準菌庫NCTC中 3,000多株細菌的基因組的測序工作，其中包括一些世界上的細菌，如引起鼠疫、痢疾和霍亂的細菌。通過解碼DNA，研究人員能夠更好地了解細菌引起的疾病以及它們?nèi)绾涡纬赡退幮浴＿@些公開的基因組圖譜也有助于人們開發(fā)新型的診斷檢測、疫苗或治療方案。
其中的2700多株細菌，超過56%的細菌株實現(xiàn)單個Contig組裝，超過92%的細菌株實現(xiàn)少于5個Contig組裝。
——小編評語
NCTC 3000這項合作項目始于2013年，旨在對建于1920年代的NCTC貯存的5500多種細菌中3000多株細菌進行全基因組測序。NCTC是世界上大的菌庫之一，收集了多種臨床相關(guān)致病菌株，包括的耐受多重抗生素的超級細菌—耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）的樣本。此外，NCTC還保藏了很多有歷史意義的菌株，包括青霉素發(fā)現(xiàn)者Alexander Fleming存放的16株菌株，其中一個樣本是從他的鼻子中獲得的。還有一株是1915年從一戰(zhàn)的士兵身上分離出來的引起痢疾的福氏志賀菌（Shigella flexneri）。 NCTC作為生物資源中心，為生物基礎(chǔ)及臨床研究提供已知種源地的菌株。此前，NCTC的大多數(shù)菌株都沒有參考基因組，這嚴重制約了NCTC菌株在研究中的參考應用。
PacBio SMRT測序技術(shù)作為長讀長測序技術(shù)的者，其擁有測序讀長長、一致性準確度高、無PCR擴增進而全基因組均勻覆蓋、在測序的同時獲得堿基修飾信息等技術(shù)優(yōu)勢，這些優(yōu)勢讓NCTC與PacBio達成NCTC 3000這項合作項目。
PacBio SMRT測序技術(shù)目前已成為微生物測序領(lǐng)域業(yè)界*的金標準測序技術(shù)，這一技術(shù)可以通過1次實驗獲取3種信息。
1
金標準級參考基因組，獲得基因組完成圖
2
能夠?qū)λ|(zhì)粒進行組裝，追溯質(zhì)粒水平轉(zhuǎn)移現(xiàn)象；定位功能基因（耐藥或毒性基因）、可移動元件在基因組上的位置
3
測序的同時可獲取堿基修飾信息
目前，抗生素耐藥性是的一個重大問題。一些耐藥性細菌引起了嚴重疾病，包括死因之一的結(jié)核病，僅在2016年就感染了1040萬人，并造成170萬人死亡；此外，還有淋病，這是一種每年感染7800萬人的性傳播疾病，世界衛(wèi)生組織稱這種疾病幾乎是不可治愈的。
研究人員對NCTC保藏的所有“標準菌株（type strain）”進行了測序。這些菌株的遺傳學研究將有助于研究人員了解抗生素耐藥機制，開發(fā)新型的治療方案；有助于人們開發(fā)新方法來鑒定感染，包括在現(xiàn)場快速診斷細菌感染，以便確定疾病爆發(fā)的源頭并幫助控制感染。
Sanger研究所的Julian Parkhill表示“NCTC的菌種保藏對于了解現(xiàn)在的病原體意義重大。準確地了解抗生素和疫苗引入前后細菌的變化，并將它們與現(xiàn)在的菌株進行比較，這將有利于我們了解細菌產(chǎn)生耐藥性的機制。反過來，這也幫助我們開發(fā)新型的抗生素和疫苗，PacBio全面的DNA測序?qū)崿F(xiàn)了深入的基因組分析，我們很高興與他們合作開展這一重要項目。”
PacBio的科學官Jonas Korlach表示“SMRT測序所帶來的高質(zhì)量基因組圖譜讓人們對這些細菌有了的了解。我們很高興能被Sanger研究所等機構(gòu)選中，為科學界和公共衛(wèi)生界創(chuàng)造了如此重要的資源。”
英國公共衛(wèi)生部Julie Russell博士表示“NCTC 3000是公共衛(wèi)生的重要資源，通過對細菌進行測序，我們已經(jīng)使得NCTC菌株系列更好地為21世紀服務(wù)，以便研究界能夠跟蹤和了解細菌。 通過這個系列，我們可以跟蹤細菌的感染、識別耐藥細菌的爆發(fā)，改進英國的公共健康。”