[發(fā)明專利]一種細菌DNA序列快速注釋方法及裝置

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010795329.7
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN112017729A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 華孝挺;俞云松;陳歡;梁倩;洪文杰;何錦濤;張玲虹
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué);浙江天科高新技術(shù)發(fā)展有限公司
• 主分類號: G16B20/30
• 分類號: G16B20/30;G16B30/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 應(yīng)孔月

本發(fā)明公開了一種細菌DNA序列快速注釋方法及裝置，該方法分別構(gòu)建ResDB、ISDB、IntegronDB和TransposonDB數(shù)據(jù)庫；獲取待分析的細菌DNA序列；利用BLASTN程序?qū)⒋治龅募毦鶧NA序列與ResDB、ISDB、IntegronDB和TransposonDB數(shù)據(jù)庫中的一個或多個進行比對；根據(jù)比對的覆蓋率和一致性，獲得最佳匹配基因和最佳匹配基因?qū)?yīng)的查詢基因的比對片段序列信息，并輸出注釋結(jié)果。該方法將有助于簡化和優(yōu)化目前的基因組分析流程，加快后續(xù)的基因組分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及細菌DNA序列注釋領(lǐng)域，尤其涉及一種細菌DNA序列快速注釋方法及裝置，主要應(yīng)用于分析DNA系列的耐藥基因組、插入元件、整合子和轉(zhuǎn)座子的情況。

背景技術(shù)

近年來，高通量基因組測序(NGS)技術(shù)取得了快速的發(fā)展，大大降低了細菌基因組的測序費用，增加在臨床微生物實驗室進行快速細菌全基因組測序的可能性。NGS最大的優(yōu)勢之一是能夠預(yù)測多種細菌中的耐藥基因和移動元件，加速了對細菌分子特征和流行病學(xué)監(jiān)測領(lǐng)域的研究進程。短時間內(nèi)，大量的細菌基因組被測序，基因組釋放的數(shù)量呈指數(shù)上升。盡管大多基因組并不完整，但是它們還是被釋放到公共領(lǐng)域，同時它們的注釋依賴于自動注釋流程。

目前，為了方便對細菌基因組進行研究，高效的注釋方法正不斷被開發(fā)。RapidAnnotation using Subsystem Technology(RAST)是其中廣為應(yīng)用的細菌基因組注釋服務(wù)器。RAST先預(yù)測開放閱讀框，然后進行注釋。同時RAST也支持在SEED環(huán)境下進行比較基因組分析。盡管RAST已被廣泛使用，但是RAST將很多新蛋白注釋為未知蛋白，或者僅能提供很少的信息。對于耐藥基因分析，RAST能提供的信息也很少。PATRIC注釋系統(tǒng)改善了耐藥基因等的數(shù)據(jù)收集，并為用戶提供了對基因組和單個基因的更強大分析；而Resfinder則是一個專門用于耐藥基因預(yù)測的注釋服務(wù)器。除了用于耐藥基因的注釋外，一些專門用于注釋移動元件的數(shù)據(jù)庫，例如插入序列(ISfinder)，整合子(INTEGRALL)和轉(zhuǎn)座子(TransposonRegistry)也已被開發(fā)完成。

移動元件的種間/種間轉(zhuǎn)移是耐藥性的出現(xiàn)和快速傳播的原因。因此，了解與移動元件相關(guān)的耐藥性對于監(jiān)測微生物物種之間的耐藥性傳播很重要。然而，目前對細菌DNA的耐藥基因、插入元件、整合子和轉(zhuǎn)座子進行分析的系統(tǒng)大多為單獨系統(tǒng)，為了完成相應(yīng)的分析，用戶需要訪問多個網(wǎng)站，缺少將耐藥基因和移動元件結(jié)合使用的快速注釋工具，同時，多數(shù)分析結(jié)果需要人工注釋至分析序列。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例的目的是提供一種細菌DNA序列快速注釋方法及裝置，以解決現(xiàn)有存在的耐藥基因和移動元件分析系統(tǒng)分散，注釋需要大量手工操作且極其繁瑣，注釋速度慢，無一站式注釋系統(tǒng)等問題。

為了達到上述目的，本發(fā)明實施例所采用的技術(shù)方案如下：

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種細菌DNA序列快速注釋方法，包括：

分別構(gòu)建ResDB、ISDB、IntegronDB和TransposonDB數(shù)據(jù)庫；

獲取待分析的細菌DNA序列；

利用BLASTN程序?qū)⒋治龅募毦鶧NA序列與ResDB、ISDB、IntegronDB和TransposonDB數(shù)據(jù)庫中的一個或多個進行比對；

根據(jù)比對的覆蓋率和一致性，獲得最佳匹配基因和最佳匹配基因?qū)?yīng)的查詢基因的比對片段序列信息，并輸出注釋結(jié)果。

進一步地，分別構(gòu)建ResDB、ISDB、IntegronDB和TransposonDB數(shù)據(jù)庫，包括：