Сравнение средств выравнивания коротких прочтений: их сильные и слабые стороны, которые следует учитывать биологам

Выравнивание последовательностей коротких прочтений — основополагающий этап большинства геномных и транскриптомных исследований, однако разные инструменты работают неодинаково, и выбор среди постоянно растущего числа доступных средств может быть непростым. Чтобы повысить осведомлённость исследовательского сообщества, мы обсуждаем преимущества распространённых алгоритмов и программ в форме, доступной биологам с небольшим опытом в биоинформатике. Влияние очистки данных — предварительного этапа для большинства средств выравнивания — рассматривается лишь кратко; последующую обработку выровненных фрагментов мы не анализируем. Для сравнения средств выравнивания Bowtie2, Burrows–Wheeler Aligner (BWA), HISAT2, MUMmer4, STAR и TopHat2 использовали набор данных RNA-seq, включавший 48 образцов возбудителя мучнистой росы винограда из разных географических регионов. По доле выровненных прочтений и покрытию генов все средства показали хорошие результаты, за исключением TopHat2, который уступал HISAT2. Вероятно, наилучшие показатели по этим критериям продемонстрировал BWA, однако для более длинных транскриптов (>500 п. н.) хорошие результаты показали HISAT2 и STAR. По времени выполнения HISAT2 был примерно в 3 раза быстрее следующего по скорости средства выравнивания; мы считаем этот показатель второстепенным для большинства задач выравнивания. В целом прямое сравнение распространённых средств выравнивания демонстрирует ключевые факторы, которые необходимо учитывать при выборе инструмента с учётом конкретных данных секвенирования и целей исследования. Ни один инструмент не отвечает всем требованиям каждого пользователя, однако существует множество качественных средств выравнивания. Erysiphe necator