Наивный байесовский классификатор для быстрого отнесения последовательностей рРНК к новой бактериальной таксономии

Классификатор RDP — наивный байесовский классификатор — позволяет быстро и точно относить последовательности 16S рРНК бактерий к новой таксономии высших таксономических групп, предложенной в «Таксономическом очерке прокариот Берджи» (2-е изд., выпуск 5.0, Springer-Verlag, Нью-Йорк, 2004). Он определяет таксономическую принадлежность от домена до рода и предоставляет оценку достоверности для каждого назначения. Большинство классификаций (98%) характеризовались высокой расчётной достоверностью (≥95%) и высокой точностью (98%). Помимо набора из 5014 последовательностей типовых штаммов, представленных в очерке Берджи, классификатор RDP протестировали на наборе из 23 095 последовательностей рРНК, которым NCBI присвоил принадлежность к альтернативной таксономии высших таксономических групп. Результаты перекрёстной проверки методом исключения одного наблюдения на обоих наборах показали, что общая точность на всех уровнях достоверности для последовательностей, близких к полноразмерным, и фрагментов длиной 400 оснований составляла не менее 89% вплоть до уровня рода; большинство ошибок классификации, по-видимому, обусловлено несоответствиями в современных таксономиях. Для более коротких фрагментов рРНК, например получаемых при пиросеквенировании, частота ошибок значительно варьировала в зависимости от длины участка гена 16S рРНК; наименьшая частота ошибок отмечалась для фрагментов, охватывающих вариабельные участки V2 и V4. Классификатор RDP пригоден как для анализа отдельных последовательностей рРНК, так и для анализа библиотек, содержащих тысячи последовательностей. Для облегчения сравнения микробных сообществ по библиотекам последовательностей гена 16S рРНК был разработан ещё один связанный с ним инструмент — RDP Library Compare. Он объединяет классификатор RDP со статистическим тестом, выявляющим таксоны, представленные в образцах в различной степени. Классификатор RDP и RDP Library Compare доступны онлайн по адресу http://rdp.cme.msu.edu/.