STAR: сверхбыстрый универсальный выравниватель данных РНК-секвенирования

Обоснование: Точное выравнивание данных высокопроизводительного РНК-секвенирования представляет собой сложную и пока нерешённую задачу из-за прерывистой структуры транскриптов, относительно небольшой длины прочтений и постоянно растущей производительности секвенирующих технологий. Доступные в настоящее время программы для выравнивания данных РНК-секвенирования характеризуются высокой частотой ошибок картирования, низкой скоростью, ограничениями по длине прочтений и систематическими смещениями при картировании.

Результаты: Для выравнивания крупного набора данных транскриптомного РНК-секвенирования проекта ENCODE (более 80 млрд прочтений) мы разработали программное обеспечение Spliced Transcripts Alignment to a Reference (STAR), основанное на ранее не описанном алгоритме выравнивания данных РНК-секвенирования. Алгоритм включает последовательный поиск максимально картируемых затравок в несжатых суффиксных массивах с последующей кластеризацией и сшиванием затравок. По скорости картирования STAR превосходит другие программы более чем в 50 раз: на сервере средней мощности с 12 процессорными ядрами он выравнивает на геном человека 550 млн парноконцевых прочтений длиной 2 × 76 п. н. в час, одновременно повышая чувствительность и точность выравнивания. Помимо непредвзятого выявления канонических соединений de novo, STAR позволяет обнаруживать неклассические сплайсинговые соединения и химерные транскрипты (транскрипты слияния), а также картировать полноразмерные РНК-последовательности. С помощью секвенирования ампликонов, полученных методом полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией, на платформе Roche 454 мы экспериментально подтвердили 1960 новых межгенных сплайсинговых соединений с успешностью 80–90%, что подтверждает высокую точность стратегии картирования STAR.

Доступность и реализация: STAR реализован в виде автономной программы на языке C++. Это свободное программное обеспечение с открытым исходным кодом, распространяемое по лицензии GPLv3; его можно загрузить по адресу http://code.google.com/p/rna-star/.