DiscMycoVir:基于转录组学的真菌病毒发现平台开发与应用

【字体: 时间:2025年07月09日 来源:BMC Bioinformatics 2.9

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  研究人员开发了DiscMycoVir平台,通过整合FASTQC、Trimmomatic、Trinity、BWA-MEM和BLAST+等工具,构建用户友好的真菌病毒(mycovirus)发现流程。该平台成功应用于耐药性酵母Candida auris的转录组分析,显著降低了生物信息学分析门槛,为真菌-病毒互作研究提供了高效解决方案。

  

在真菌与病毒的博弈中,一类特殊的病原体——真菌病毒(mycovirus)正引发学界关注。这些微小入侵者不仅能改变宿主的形态和色素生成,更可能调控致病性、耐药性等关键表型。以临床"超级真菌"Candida auris为例,其多重耐药特性与高死亡率令医疗机构束手无策,而最新研究表明,mycovirus感染可能是影响其毒力的潜在因素。然而,传统dsRNA检测方法对低丰度ssRNA病毒灵敏度不足,现有生物信息学工具如Galaxy和SEDA又存在操作复杂、依赖编程技能等瓶颈。

希腊帕特拉斯大学(University of Patras)计算机工程与信息学系的Agorakis Bompotas团队开发出DiscMycoVir平台,通过容器化技术将NGS分析流程封装为可视化界面。该研究采用C. auris临床分离株SRR11550480的RNA-seq数据,结合ASM3135756参考基因组,构建了包含质量控制(FASTQC)、序列修剪(Trimmomatic)、de novo组装(Trinity)、基因组比对(BWA-MEM)和病毒序列鉴定(BLAST+)的标准化流程。平台通过Docker实现环境隔离,采用Flask后端与Angular/Ionic前端架构,支持用户通过电子邮件接收阶段性分析报告。

关键技术包括:1)Illumina HiSeq 250生成的RNA-seq数据质量控制;2)基于滑动窗口(SLIDINGWINDOW:5:20)的序列修剪;3)非比对contig筛选(SAMtools -f 4);4)NCBI nt_viruses数据库比对(blastn -max_target_seqs 5);5)MySQL数据库管理的多队列任务调度系统。

结果展示
质量控制阶段:FastQC报告显示"C. auris转录组数据中"per base sequence content"和"sequence duplication levels"模块异常,前者源于cDNA文库构建的随机六聚体引物偏差,后者反映高表达基因的转录本富集。

病毒发现阶段:系统鉴定出427bp高评分contig与巨细胞病毒相关Stealth virus 1、类微小核糖核酸病毒等多重匹配,但宿主范围分析提示可能为样本污染。250bp contig与Caudiviricetes sp.噬菌体的单一匹配(E值=0.001)则需进一步验证其生物学意义。

可视化功能:平台提供交互式结果展示界面(图6),包含比对图形化摘要、命中统计表(覆盖度、E值、gap率等)及彩色序列比对图(图7),红色区域指示高置信度匹配。

该研究首创性实现了mycovirus发现的"一键式"分析,其模块化设计允许扩展至其他病原体研究。局限性在于无法检测基因组整合的逆转录病毒,且文库制备方法可能影响ssRNA病毒检出率。研究者建议未来增加长读长数据支持,并整合宿主-病毒互作预测功能。论文发表于《BMC Bioinformatics》,开源代码(MIT许可)已托管至GitHub,为真菌病毒组学研究提供了标准化工具范式。

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