基于RNA诱饵捕获法从低量卵囊粪便样本中实现隐孢子虫全基因组测序及群体遗传学分析

《Nature Communications》：Phylogenomics of captured Cryptosporidium sequenced directly from patient samples identifies clade-specific genomic architecture and host-adapted lineages

摘要

隐孢子虫（Cryptosporidium）在非洲和南亚地区导致儿童腹泻和高死亡率。粪便样本中卵囊数量偏低往往限制了来自临床样本的全基因组测序。本文利用来自细小隐孢子虫（Cryptosporidium parvum）基因组中基因富集区域（编码能力100%）的74,973条RNA诱饵（CryptoCap_75K；8.2 Mb），直接从粪便样本中富集隐孢子虫基因组DNA。该方法利用仅25个卵囊即可产生具有足够覆盖深度和广度的全基因组序列数据，且适用于差异较大的物种，如普遍隐孢子虫（Cryptosporidium ubiquitum）。为最大程度减少参考基因组偏差，我们采用双映射策略，整合与细小隐孢子虫和普遍隐孢子虫均对齐的序列，以捕获谱系特异性变异。系统发育网络、单倍型和混合分析鉴定出三个普遍隐孢子虫群，其中A群和B群为人类特异性群，B群显示出混合证据，而C群为人兽共患病源群。群特异性多态性聚集在离散的基因组区域内，表明保守的单倍型区块与宿主适应性相关。这种基于捕获的基因组学方法为隐孢子虫群体遗传学提供了高分辨率洞察，并为直接从临床材料研究人兽共患传播、人传人传播及全基因组关联分析奠定了基础。