Research press release

微生物の世界はどれだけ多様なのか

Nature Methods

How diverse is the microbial biosphere?

高処理能のパイロシークエンス法のデータから生態学的試料の微生物の多様性を精密に測定するアルゴリズム「パイロノイズ」(PyroNoise)が、Nature Methods(電子版)で紹介される。

高処理能のパイロシークエンス法では、配列中の1つひとつの塩基が閃光として読み取られ、その閃光の強さが後から4種類の塩基に変換される。これは、微生物の多様性を評価するツールとして有用なものであったが、真の多様性と配列解読の誤差とを見分けるのが困難である。新種のものと分類された配列も、わずかな解読の誤差を含む既知の種のものにすぎない場合がある。これは微生物の多様性を過大評価することにつながっており、標準誤差を修正する方法(不明瞭な読みの除去など)を用いても誤った系統樹が作成されている。

パイロノイズにより、C Quinceたちは、誤差を修正するためのアルゴリズムによる解決法をもたらした。パイロノイズは最初のデータ出力(各塩基を表す光の強さ)に立ち返り、その光の強さから正しい配列を精密に計算する。これによってデータ中の誤差はおおかた除去され、試料の多様性が正確に計算されるようになる。

PyroNoise, an algorithm that accurately determines microbial diversity in an ecological sample from high-throughput pyrosequencing data, is presented online in this week's Nature Methods.

During high-throughput pyrosequencing each base in a sequence is read as a flash of light and intensities of these light flashes are later converted to the four bases. It has been a valuable tool in assessing microbial diversity, but the challenge is to distinguish sequencing errors from true diversity. Sequences classified as comprising a new species may simply represent a known species with a few sequencing errors. This has led to an overestimation of microbial diversity and distorted phylogenetic trees constructed even when standard error correction methods ― such as removal of ambiguous reads ― were applied.

With PyroNoise, Christopher Quince and colleagues introduce an algorithmic solution for error correction. PyroNoise goes back to the primary data output ― the light intensities that represent each base ― and accurately calculates the correct sequence from these light intensities. This largely removes errors in the data and allows an accurate calculation of diversity within a sample.

doi: 10.1038/nmeth.1361

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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