Исследователи из Центра алгоритмической биотехнологии СПбГУ и Калифорнийского университета в Сан-Диего создали ассемблер под названием metaviralSPAdes. Программа позволяет найти и собрать геном вируса среди множества других последовательностей. Алгоритм способен быстро расшифровывать геномы патогенов и будет полезен для создания вакцин. Работа исследователей опубликована в журнале Bioinformatics.

При обнаружении нового вируса ученые первым делом стараются как можно быстрее расшифровать его геном. Это необходимо для диагностики заболевания и создания вакцины. Но если секвенирование нужно провести во время вспышки нового патогена, ученым приходится найти способ отличить гены нужного вируса от следов других патогенов. Для этого необходимо собирать метагеномы — наборы из сотен различных геномов микроорганизмов, которые живут в одной среде. В результате этого получаются сотни наборов генов, среди которых будут как вирусные, так и бактериальные фрагменты. После этого исследователям необходимо понять, какие именно данные относятся к нужному микроорганизму.

К тому же перед учеными неизбежно встает другая задача — секвенирование метавирома. В ходе этого процесса биологам нужно идентифицировать именно вирусные последовательности, которые скрываются среди гораздо более длинных бактериальных фрагментов. После этого исследователи по кусочкам собирают геном целевого вируса. Поэтому было бы полезно иметь инструмент, который мог бы собирать вирусные метагеномы.

Такую программу создала группа ученых из Санкт-Петербургского государственного университета и Калифорнийского университета в Сан-Диего. Они придумали ассемблер metaviralSPAdes, который упрощает анализ результатов секвенирования метавирома. До сих пор самым распространенным геномным сборщиком был SPAdes (Saint Petersburg Assembler), который также создала российско-американская команда ученых. На сегодняшний день его использовали почти в девяти тысячах исследований.

Программа позволяет анализировать патогены, вызвавшие вспышку Ближневосточного респираторного синдрома (MERS) в Саудовской Аравии, Эболы в Конго, гонореи в Англии, менингита в Гане, лихорадки денге на Суматре и десятки других вспышек, которые произошли за последние восемь лет с момента создания SPAdes. Однако SPAdes способен собирать целевой геном только из достаточно небольшого метагенома.

Чтобы анализировать метагеном, содержащий сразу более тысячи геномов, исследователи разработали программу metaSPAdes. Этот ассемблер теперь стал ведущим метагеномным сборщиком. С его помощью извлекать вирусные последовательности из огромного количества данных стало легче, однако сборщик нового поколения metaviralSPAdes способен не только находить фрагменты вирусных геномов, но еще и собирать из них готовый «пазл» — геном патогена. С помощью него ученые могут проще реконструировать вирусные геномы летучих мышей или любых других потенциальных источников будущих пандемий.