单细胞测序中意外发现的Scytonema sp. PRP1蓝藻基因组从头组装及其污染溯源研究

来自弗吉尼亚大学医学院的研究团队在人类脑样本单细胞测序过程中意外鉴定出蓝藻污染物Scytonema sp. PRP1，通过MALBAC扩增和纳米孔测序技术完成8.26 Mb基因组组装，包含6,765个蛋白编码基因。该研究为单细胞测序中的环境污染物鉴定提供了重要案例。

　　

在人类脑组织单细胞测序的意外发现中，一株神秘的蓝藻微生物Scytonema sp. PRP1悄然现身。研究人员采用多重退火环状循环扩增技术（MALBAC）对样本进行全基因组扩增，通过牛津纳米孔MinION R10.4.1测序平台获取了1,226,304条原始读长。经过严格的数据清洗——包括去除3.3%的人类基因组匹配序列后，剩余1,185,629条读长（N50=1,414 bp）中有86.43%被鉴定为Scytonema属序列。

研究团队运用Unicycler混合组装策略，构建出包含140个contig的8,266,022 bp基因组草图，GC含量43.5%，覆盖深度达101.7倍。经Medaka抛光处理后的组装结果显示：该基因组包含6,765个蛋白编码基因、37个tRNA和11个rRNA基因。通过GTDB-Tk分析发现，其与近缘种Scytonema sp. NIES-4073的基因组相似性达95.8%，但系统发育分析支持二者为独立物种。

值得注意的是，该污染源可能来自实验室环境中的悬浮孢子——在共享缓冲液条件下制备的100多例脑细胞核样本中，仅此一例出现蓝藻污染，排除了试剂污染的可能性。研究人员详细记录了实验流程：样本经含蛋白酶K的裂解液（50 mM Tris pH 8.8体系）55°C消化3小时后，通过五轮MALBAC热循环扩增，最终使用ONT Native Barcoding试剂盒完成文库构建。

这项意外发现不仅展示了单细胞测序技术的高灵敏度，也为实验室环境微生物监控提供了警示案例。通过Proksee绘制的环形基因组图谱清晰展示了该菌株的基因组成特征，包括GC含量波动区和正负GC偏斜区域。基因组注释还意外发现了7个CRISPR相关基因，暗示着这个"实验室闯入者"可能拥有独特的抗病毒防御系统。