MetaCRAST : extraction guidée par référence des espacement CRISPR à partir de métagénomes non assemblés

Les systèmes d'interspacement palindromique court regroupés (CRISPR) sont les systèmes immunitaires adaptatifs des bactéries et des archées contre les infections virales. Bien que les CRISPR aient été exploités comme un outil pour l'ingénierie génétique, leurs séquences d'espacement peuvent également fournir des informations précieuses sur l'écologie microbienne en liant les virus environnementaux à leurs hôtes microbiens. Malgré cette importance, la détection des CRISPR métagénomiques reste un défi majeur. Ici, nous présentons un outil de détection de l'espacement CRISPR guidé par référence (Outil de Recherche Assistée par Référence CRISPR Métagénomique—MetaCRAST) qui contraint les recherches en fonction des répétitions directes spécifiées par l'utilisateur (DRs). Ces DRs pourraient être attendues à partir des profils d'assemblage ou taxonomiques des métagénomes. Nous avons comparé les performances de MetaCRAST à celles de deux outils de détection CRISPR métagénomiques existants—Crass et MinCED—en utilisant à la fois des métagénomes réels et simulés d'eau d'acide minier (AMD) et d'élimination biologique améliorée du phosphore (EBPR). Notre évaluation montre que MetaCRAST améliore la détection des espacements CRISPR dans les métagénomes réels par rapport aux méthodes de détection CRISPR de novo Crass et MinCED. L'évaluation sur des métagénomes simulés montre qu'il fonctionne mieux que les outils de novo pour les métagénomes Illumina et de manière comparable pour les métagénomes 454. Il présente également une dépendance de performance comparable sur la longueur de lecture et la composition communautaire, le temps d'exécution et l'exactitude de ces outils. MetaCRAST est implémenté en Perl, parallèle grâce au Many Core Engine (MCE), et prend en entrée des lectures de séquences métagénomiques et des requêtes de répétitions directes (FASTA ou FASTQ). Il est disponible en téléchargement gratuit à l'adresse https://github.com/molleraj/MetaCRAST.