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英國(guó)的Wellcome Sanger研究所與Pacific Biosciences（PacBio）合作已完成了對(duì)英國(guó)公共衛(wèi)生部國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)菌庫(kù)NCTC中 3,000多株細(xì)菌的基因組的測(cè)序工作，其中包括一些世界上的細(xì)菌，如引起鼠疫、痢疾和霍亂的細(xì)菌。通過(guò)解碼DNA，研究人員能夠更好地了解細(xì)菌引起的疾病以及它們?nèi)绾涡纬赡退幮?。這些公開(kāi)的基因組圖譜也有助于人們開(kāi)發(fā)新型的診斷檢測(cè)、疫苗或治療方案。

其中的2700多株細(xì)菌，超過(guò)56%的細(xì)菌株實(shí)現(xiàn)單個(gè)Contig組裝，超過(guò)92%的細(xì)菌株實(shí)現(xiàn)少于5個(gè)Contig組裝。

——小編評(píng)語(yǔ)

NCTC 3000這項(xiàng)合作項(xiàng)目始于2013年，旨在對(duì)建于1920年代的NCTC貯存的5500多種細(xì)菌中3000多株細(xì)菌進(jìn)行全基因組測(cè)序。NCTC是世界上大的菌庫(kù)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(jí)細(xì)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(gè)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(lái)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(méi)有參考基因組，這嚴(yán)重制約了NCTC菌株在研究中的參考應(yīng)用。

PacBio SMRT測(cè)序技術(shù)作為長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序技術(shù)的者，其擁有測(cè)序讀長(zhǎng)長(zhǎng)、一致性準(zhǔn)確度高、無(wú)PCR擴(kuò)增進(jìn)而全基因組均勻覆蓋、在測(cè)序的同時(shí)獲得堿基修飾信息等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，這些優(yōu)勢(shì)讓NCTC與PacBio達(dá)成NCTC 3000這項(xiàng)合作項(xiàng)目。

PacBio SMRT測(cè)序技術(shù)目前已成為微生物測(cè)序領(lǐng)域業(yè)界*的金標(biāo)準(zhǔn)測(cè)序技術(shù)，這一技術(shù)可以通過(guò)1次實(shí)驗(yàn)獲取3種信息。

1

金標(biāo)準(zhǔn)級(jí)參考基因組，獲得基因組完成圖

2

能夠?qū)λ|(zhì)粒進(jìn)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(dòng)元件在基因組上的位置

3

測(cè)序的同時(shí)可獲取堿基修飾信息

目前，抗生素耐藥性是的一個(gè)重大問(wèn)題。一些耐藥性細(xì)菌引起了嚴(yán)重疾病，包括死因之一的結(jié)核病，僅在2016年就感染了1040萬(wàn)人，并造成170萬(wàn)人死亡；此外，還有淋病，這是一種每年感染7800萬(wàn)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(duì)NCTC保藏的所有“標(biāo)準(zhǔn)菌株（type strain）”進(jìn)行了測(cè)序。這些菌株的遺傳學(xué)研究將有助于研究人員了解抗生素耐藥機(jī)制，開(kāi)發(fā)新型的治療方案；有助于人們開(kāi)發(fā)新方法來(lái)鑒定感染，包括在現(xiàn)場(chǎng)快速診斷細(xì)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(duì)于了解現(xiàn)在的病原體意義重大。準(zhǔn)確地了解抗生素和疫苗引入前后細(xì)菌的變化，并將它們與現(xiàn)在的菌株進(jìn)行比較，這將有利于我們了解細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性的機(jī)制。反過(guò)來(lái)，這也幫助我們開(kāi)發(fā)新型的抗生素和疫苗，PacBio全面的DNA測(cè)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(kāi)展這一重要項(xiàng)目。”

PacBio的科學(xué)官Jonas Korlach表示“SMRT測(cè)序所帶來(lái)的高質(zhì)量基因組圖譜讓人們對(duì)這些細(xì)菌有了的了解。我們很高興能被Sanger研究所等機(jī)構(gòu)選中，為科學(xué)界和公共衛(wèi)生界創(chuàng)造了如此重要的資源。”

英國(guó)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(guò)對(duì)細(xì)菌進(jìn)行測(cè)序，我們已經(jīng)使得NCTC菌株系列更好地為21世紀(jì)服務(wù)，以便研究界能夠跟蹤和了解細(xì)菌。 通過(guò)這個(gè)系列，我們可以跟蹤細(xì)菌的感染、識(shí)別耐藥細(xì)菌的爆發(fā)，改進(jìn)英國(guó)的公共健康。”