Sanger采用SMRT測序技術獲得NCTC3,000株細菌基因組圖譜

　　英國著名的Wellcome Sanger研究所與Pacific Biosciences（PacBio）合作已完成了對英國公共衛生部國家標準菌庫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最危險的細菌，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如何形成耐藥性。這些公開的基因組圖譜也有助于人們開發新型的診斷檢測、疫苗或治療方案。

　　其中的2700多株細菌，超過56%的細菌株實現單個Contig組裝，超過92%的細菌株實現少于5個Contig組裝。

　　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是世界上最大的菌庫之一，收集了多種臨床相關致病菌株，包括著名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，包括青霉素發現者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，為生物基礎及臨床研究提供已知種源地的菌株。此前，NCTC的大多數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測序技術作為長讀長測序技術的引領者，其擁有測序讀長長、一致性準確度最高、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優勢，這些優勢讓NCTC與PacBio達成NCTC 3000這項合作項目。

　　PacBio SMRT測序技術目前已成為微生物測序領域業界公認的金標準測序技術，這一技術可以通過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 能夠對所含質粒進行組裝，追溯質粒水平轉移現象；精確定位功能基因（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，抗生素耐藥性是全球的一個重大問題。一些耐藥性細菌引起了嚴重疾病，包括全球十大死因之一的結核病，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，開發新型的治療方案；有助于人們開發新方法來鑒定感染，包括在現場快速診斷細菌感染，以便確定疾病爆發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，并將它們與現在的菌株進行比較，這將有利于我們了解細菌產生耐藥性的機制。反過來，這也幫助我們開發新型的抗生素和疫苗，PacBio全面的DNA測序實現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的首席科學官Jonas Korlach表示“SMRT測序所帶來的高質量基因組圖譜讓人們對這些細菌有了前所未有的了解。我們很高興能被Sanger研究所等機構選中，為科學界和公共衛生界創造了如此重要的資源。”

　　英國公共衛生部Julie Russell博士表示“NCTC 3000是公共衛生的重要資源，通過對細菌進行測序，我們已經使得NCTC菌株系列更好地為21世紀服務，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，改進英國的公共健康。”