Short unique sequences in bacterial genomes as strain- and species-specific signatures

Предлагается новый подход к генотипированию бактерий, который потенциально может быть использован для чистых культур и для смешанных популяций. Он основан на использовании коротких уникальных нуклеотидных последовательностей ($k$-меров), которые присутствуют в геномах всех штаммов одного и того же вида, но отсутствуют в геномах бактерий других таксономических групп. Показано, что число таких последовательностей зависит от процентного смещения A/T или G/C, увеличиваясь для геномов с приблизительно одинаковым нуклеотидным составом. Обнаружено, что наибольший вклад в набор уникальных последовательностей, дают $16$- и $17$-меры, а сигмоидальные кривые, отражающие зависимость числа уникальных последовательностей от длины $k$-меров, показали максимальный прирост для $k = 17, 18$. Поэтому в качестве потенциальных маркеров предлагаются уникальные последовательности длиной $16$–$18$ нуклеотидов. Сравнивая наборы уникальных $k$-меров в геномах четырех штаммов Enterobacter, мы оценили уровень их внутривидовой стабильности и межвидовой пластичности. В результате предлагаются дискриминационные подмножества в качестве трафаретов для генотипирования, тем самым увеличивая набор потенциальных маркеров для идентификации видовой принадлежности.