К количественному метабаркодингу

Данные ампликонного секвенирования, полученные при исследовании экологической ДНК (eDNA) и микробиомов, предоставляют важную информацию для экологии, охраны природы, управления природными ресурсами и здравоохранения. В настоящее время исследования ампликонного секвенирования, также известные как исследования метабаркодинга, в которых исходные данные представлены целевыми амплифицированными фрагментами ДНК, секвенированными для множества таксонов в составе смеси, испытывают трудности при количественном связывании генетических наблюдений с лежащими в их основе биологическими процессами, хотя многие области применения требуют количественной информации об изучаемых таксонах или системах. По мере распространения исследований метабаркодинга в экологии всё более важной становится разработка методов их количественной интерпретации, чтобы обеспечить адекватную обоснованность получаемых выводов. Мы объединили ранее разрозненные подходы к количественной оценке таких данных и показали, что механизм полимеразной цепной реакции в целом объясняет наблюдаемые закономерности в данных ампликонного секвенирования. Моделируя процесс формирования данных ампликонного секвенирования, а не преобразуя данные постфактум, мы показали, как оценивать исходные доли ДНК в смеси, содержащей множество таксонов. Мы продемонстрировали калибровку модели с использованием модельных сообществ и применили этот подход к смоделированным данным и серии эмпирических примеров. Предложенный подход открывает возможности для совершенствования применения данных метабаркодинга в широком спектре задач экологии, общественного здравоохранения и смежных областей.