Секвенаторы Illumina и Oxford Nanopore сравнили на геномах коронавируса

Полногеномное секвенирование SARS-CoV-2 необходимо для филогенетического анализа вируса в местах вспышек. Данные секвенирования говорят о скорости и направлении эволюции вируса, что важно для принятия эпидемиологических мер и для разработки вакцины. Исследователи из университета Нового Южного Уэльса (Сидней, Австралия) обнаружили, что нанопоровая технология секвенирования может быстро отследить источник инфекции SARS-CoV-2, при этом точность сопоставима с другими секвенаторами.

Стандартным инструментом для геномных исследований коронавируса является технология считывания коротких последовательностей (которую применяет, например, Illumina). Сейчас популярность набирает технология считывания длинных фрагментов методом нанопорового секвенирования от Oxford Nanopore Technologies (ONT). Секвенаторы ONT портативные, дешевые и требуют минимальной лабораторной инфраструктуры для пробоподготовки. Основным недостатком такой технологии является большое число ошибок при прочтении.

Секвенирование могло бы помочь отследить источник инфекции и прояснить эпидемиологию вспышек, но сейчас на получение результата из одной пробы уходит более 24 часов. Учитывая большую длину прочтений устройств для нанопорового секвенирования, они могут довольно точно и быстро прочитать геном нового коронавируса (около 30000 нуклеотидов).

«Когда выявляется новый “загадочный” случай коронавируса, на счету каждая минута», — говорит Айра Девисон из Института медицинских исследований университета Нового Южного Уэльса. Чтобы понять, какую платформу для секвенирования лучше использовать, они отсеквенировали 157 образца пациентов с подтвержденным SARS-CoV-2 на приборах Illumina или ONT (GridION X5, PromethION P24). Также секвенировали контрольные образцы идентичных синтетических РНК коронавируса, что позволило провести тщательную оценку аналитических характеристик.

В итоге, несмотря на высокую частоту ошибок, нанопоровое секвенирование было произведено достаточно точно при глубине прочтения от 60х. При этом однонуклеотидные варианты (SNV) были обнаружены с чувствительностью и точностью более 99%, а значит, нанопоровая технология пригодна для анализа генома SARS-CoV-2. В целом, как установили австралийские исследователи, SNV, прочитанные ONT и Illumina, соответствуют на 99,66% и 98,83%, согласно коэффициенту Жакара.

Авторы надеются, что их исследование поспособствует внедрению секвенирования приборами ONT в рамках региональных, национальных и международных инициатив общественного здравоохранения.