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EukDetect

Link : Github

Intro

Metagenome Sequencing 에서 진핵생물을 검출하는 Marker gene 기반 도구

단일 카피 직교 유전자 [ BUSCO(Benchmarking Universal Single-Copy Orthologs) ]를 마커로 삼아 정렬되는 리드의 유무와 양으로 종을 판정

  • 재할당 과정 BUSCO 는 근연종 사이에 공유되므로 리드/염기 수가 가장 많은 genome 을 primary 로 secondary genome reads 를 재할당

한 속 안에 여러 종이 존재하는 경우 정렬 품질과 Marker 중복을 비교해서 secondary species reads 를 primary 종으로 재할당

Workflow

  • bowtie2 : --end-to-end --very-sensitive --no-discordant --no-unal -X 1000

  • samtools : view -q 10

MAPQ >= 10, 정렬 길이가 리드 길이의 80% 이상인 것만 남긴다.

  • complexity_filter.py

서열 고유 4-mer 수 / 서열 길이 < 0.5 저 복잡도 리드 제거

  • bam_to_pid.py

마커별로 정렬 리드 수를 세고 일치/불일치 염기로부터 percent identity를 계산

Columns

컬럼명 단위 의미 역할 분류
Total_reads reads 해당 종의 마커에 정렬되어 필터를 통과한 리드 수 검출 강도 (quantity)
Reads_aligned reads 정렬 단계에서 해당 종에 매핑된 필터 전 리드 수 검출 강도 / 신뢰도 보조
Total_marker_length bp 리드가 1개 이상 정렬된 마커 유전자들의 길이 합 정규화 분모 (denominator)
RPKS reads/kb Reads Per Kilobase of Sequence, 마커 길이 보정 풍부도 정규화 풍부도 (abundance)
PID_aligned % 정렬된 리드들의 평균 서열 일치도 정렬 품질 / 종 동정 정확도
PID_reassigned % 다중 매핑 재할당 후 해당 종 리드의 평균 일치도 모호성 보정 후 품질
Reassigned_genomes 목록 리드를 공유한 다른 참조 게놈(근연종) 정보 분류학적 모호성 평가
  • Redas total :

해당 taxon 마커에 재할당 과정을 거쳐 정렬된 총 리드 수

  • Total marker length :

Primary genome marker gene 의 전체 길이 (bp)

  • RPKS ( Reads Per Kilobase of Sequence )

$$ \begin{align}

RPKS=\text{Total reads} \; / \; ( \text{Total marker length } / 1000 )

\end{align} $$

  • RPKSB ( Reads Per Kilobase of Sequence per Billion bases )

$$ \begin{align}

RPKSB \; = \; RPKS / ( \text{library size} / 10^9 )

\end{align} $$

  • Relative abundance

$$ \begin{align} & s \; : \; \text{특정 종} \; , \; a \; : \; \text{모든 종} \

& \text{RelativeAbundance}=( RPKS_s \; / \; \sum \; RPKS_a ) \times 100

\end{align} $$