【摘 要】
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噬菌体是细菌宿主基因组中的一种胞内形式,它在细菌DNA中呈现出的高特异性能够帮助水平基因转移（HGT）。随着在基因组学或宏基因组学研究中发现的微生物序列呈指数增长,对能够快速,准确识别噬菌体的工具提出了巨大的需求。在这里,我们介绍DBSCAN-SWA,这是一种命令行软件工具,其主要功能是细菌基因组中原噬菌体区域的识别与注释。方法:首先,搭建、开发关于预测并注释原噬菌体区域的服务器环境、工具与算法。
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噬菌体是细菌宿主基因组中的一种胞内形式,它在细菌DNA中呈现出的高特异性能够帮助水平基因转移（HGT）。随着在基因组学或宏基因组学研究中发现的微生物序列呈指数增长,对能够快速,准确识别噬菌体的工具提出了巨大的需求。在这里,我们介绍DBSCAN-SWA,这是一种命令行软件工具,其主要功能是细菌基因组中原噬菌体区域的识别与注释。方法:首先,搭建、开发关于预测并注释原噬菌体区域的服务器环境、工具与算法。其次,建立数据库,本研究收集了病毒数据库Uni Prot Tr EMBL和Millard Lab作为参考数据源,下载噬菌体基因组和蛋白数据,从数据源中收集到完全的噬菌体基因组序列共10,463个和非冗余的噬菌体蛋白共684,292个。为了便于进行算法效能的比较,本研究还收集了来自50个完整细菌基因组的184个人工管理的原噬菌体信息和基于人类微生物组计划（HMP）项目收集的人类胃肠道4 0 0个细菌基因组。最后,开发算法流程,通过将密度空间聚类算法和滑窗法等多种方法,实现快速检测并注释原噬菌体区域。结果:DBSCAN-SWA的运行速度比以前的任何工具都要快。重要的是,基于184种人工处理的Prohage进行分析,它具有强大的检测能力,相对于Phage＿Finder（63%）,Vir Sorter（74%）和PHASTER（82%）,原始DNA序列的召回率为85%。此外,基于HMP项目收集的400个细菌基因组的19,989个重叠群的分析,DBSCAN-SWA优于现有的用于高通量测序数据的独立预测工具。DBSCAN-SWA定制化了原噬菌体区域显示的效果,包括圆形的Prohage查看器和交互式Data Tables,提升数据的可读性。DBSCAN-SWA在Python3中实现,并且可从https://github.com/HIT-Immunology Lab/DBSCAN-SWA/获得开源GPLv2许可。
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