Исследователи из Университета штата Северная Каролина разработали математическую модель, которая показывает, как предвзятость искажает результаты при измерении бактериальных сообществ с помощью метагеномного секвенирования. Проверочная модель может стать первым шагом к разработке методов калибровки, которые сделают метагеномные измерения более точными.
Метагеномное секвенирование позволяет определить количество и тип бактерий, присутствующих в определенном сообществе, например, в микробиоме кишечника человека, с помощью ДНК, извлеченной из образца.«Мы измеряем сообщества бактерий - какие из них присутствуют и сколько там каждого из них», - говорит Бен Каллахан, доцент популяционного здоровья и патобиологии и соответствующий автор статьи, описывающей работу. «Однако технология измерения не идеальна, что вносит предвзятость в результаты. А это значит, что мы не получаем точной картины сообщества, которое пытаемся измерить».
По словам Каллахана, поскольку метагеномное секвенирование представляет собой многоэтапный процесс, на каждом этапе могут возникать предубеждения.
«Самый известный шаг - выделение ДНК, когда мы вскрываем бактерии, чтобы добраться до ДНК», - говорит Каллахан. «Клетки некоторых бактерий разрушить труднее, чем другие. Допустим, у меня есть бактерия, которая составляет половину сообщества, но не очень хорошо разрушается. В моем измерении я могу получить только 10% этой бактерии, вместо 50%, которые есть на самом деле. Это вносит предвзятость. Теперь каждое измерение или расчет, которые я делаю с этого момента, систематически искажаются».
Каллахан вместе с постдокторантом из штата Северная Каролина Майклом Маклареном и специалистом по биостатистике Эми Уиллис из Вашингтонского университета проверили свою модель предвзятости на двух типах метагеномного секвенирования - гена 16S РНК и метагеномики дробовика - в микробных сообществах известного состава, и обнаружили, что модель точно описывает предвзятость в этих обстоятельствах.
«Этот эксперимент показывает, что модель, которую мы предлагаем, работает, по крайней мере, в этих ограниченных обстоятельствах», - говорит Каллахан. «Долгосрочная цель - предоставить инструмент калибровки для метагеномных измерений сложных природных сообществ, точно так же, как у нас есть стандарты, которые мы используем для калибровки измерительных технологий, таких как весы, осциллографы и микроскопы. Эта работа - первый шаг к этому».