Алгоритм Squeegee для выявления микробных контаминантов в низкобиомассных микробиомах

Основная проблема в исследованиях микробиомов с низкой биомассой — отличить истинный сигнал от загрязнения, например, остатков ДНК из наборов для забора проб или окружающей среды. Обычно для этого используют отрицательные контрольные пробы, но они есть не во всех наборах данных.

Исследователи из Медицинского колледжа Бейлора и Университета Райса разработали новый вычислительный инструмент Squeegee для обнаружения контаминантов. Его цель — повысить воспроизводимость идентификации и анализа микробов в таких сложных условиях.

Принцип работы Squeegee заключается в компьютерном анализе для обнаружения «следов» загрязнений, которые предположительно являются общими между микробиомом человека (или другого млекопитающего) и лабораторной средой.

Алгоритм был протестирован на реальных наборах данных исследований человека, где были контрольные пробы на загрязнение из разных сред и наборов для экстракции ДНК. Оценивались:

• Ложноположительный результат — очень низкий.
• Полнота (recall) — высокая, с учетом весовых коэффициентов.
• Точность предсказания и маркировки наборов экологического загрязнения даже в отсутствие отрицательного контроля.

Squeegee повышает общую надежность результатов анализа метагеномного секвенирования в исследованиях с низкой биомассой, где мало микробной ДНК (например, грудное молоко, плацента, амниотическая жидкость). Инструмент способен выявлять партионные эффекты и помечать их как потенциальные контаминанты.

Это первый в своем роде инструмент для научного сообщества, изучающего микробиомы, и он находится в свободном доступе.