Сборка хромосом с использованием референсной последовательности

Одной из наиболее сложных задач современной геномики является сборка полноразмерных хромосом по данным секвенирования нового поколения (NGS). Для решения этой задачи мы разработали алгоритм «сборки хромосом с использованием референсной последовательности» (RACA), предназначенный для надёжного упорядочивания и ориентации скаффолдов последовательностей, полученных с помощью NGS и сборщиков генома, с объединением их в более протяжённые хромосомные фрагменты на основе данных сравнительной геномики и парноконцевых прочтений. Оценка результатов на смоделированных и реальных сборках геномов показала, что этот подход позволяет существенно улучшать геномы, собранные с помощью широкого спектра сборщиков de novo, при наличии качественной референсной сборки близкородственного вида и геномов внешних групп. С помощью RACA мы реконструировали 60 хромосомных фрагментов тибетской антилопы (Pantholops hodgsonii) из 1434 скаффолдов последовательностей, собранных с помощью SOAPdenovo; 16 хромосомных фрагментов были гомологичны полноценным хромосомам крупного рогатого скота. Экспериментальная валидация методом ПЦР показала высокую точность прогнозов, полученных с помощью RACA. Наши результаты свидетельствуют о том, что RACA значительно облегчит изучение эволюции хромосом и перестроек генома для большого числа геномов, секвенируемых методом NGS, генетические или физические карты которых отсутствуют.