16S metagenomics中,操作分類單元Operational taxonomic unit (OTU)是根據序列的相似性做分類。其方法為叢集相似的16S rDNA基因序列的定序的片段。在每一個叢集中根據設定的序列相似性程度呈現一個OTU,形成的OTU可能為細菌的屬或種層級。一般而言,在16S metagenomics分析中97%99%的序列相似性為典型的OTU叢集分析的門檻。

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在進行16S序列相似性分類後,將得到的每一個OTU視為與資料庫對應相符的細菌種層級上的分類物種,並繼續進行16S metagenomics分析流程。然而實際上其解析度是有所限制,並非單一OTU為完全對應對單一菌種。影響解析度的因素如下,以16S rDNA基因相似程度97%為例:

一.  某些物種間的基因序列相似程度大於97%,因此分類出的OTU中將包含多個物種。

二. 單一物種可能含有序列相似程度小於97%的旁系同源基因,將造成此物種被區分至兩個或多個不同OTU

三. 在某些OTU叢集,甚至是多數的叢集。都可能因為定序錯誤或是錯誤的序列片段組合等人為產出而形成不可信的叢集結果。

為了增加分類單元的解析度,除了盡量對序列的品質控管、移除可能的人為錯誤產出序列。目前也有需多研究正找尋著替代方案,如考慮以多個基因同時作為分類依據等方式來增加解析度。

References

Sokal, PHA and Sneath, RR (1963), Principles of Numerical Taxonomy, San Francisco: W.H. Freeman.

Sneath, RR and Sokal, PHA (1973), Numerical Taxonomy, San Francisco: W.H. Freeman.

Edgar, R.C. (2013) UPARSE: Highly accurate OTU sequences from microbial amplicon reads, Nature Methods.

http://www.metagenomics.wiki/pdf/definition/operational-taxonomic-unit-otu

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