Journals / Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi / 2021 / Cilt: 37 - Sayı: 2

NanoTAX: Nanogözenek DNA Dizileme Verisi Üzerinden Hızlı Patojen Tanıma

Pages
260–282
Publication Date
2021-08-28
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Önerilen OKB profili ve RAI tabanlı algoritmaların hızlı patojen tanıma konusunda yeterli doğruluk seviyesinde ve kısa sürede tanıma yapabilecek hızda olduğu ve mevcut programlarla rekabet edebilen performansta olduğu nanogözenek dizilemesi yapılan patojen paneli üzerinde gösterilmiştir.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Bu çalışmada gerçek zamanlı DNA dizilemesi sağlayan, düşük maliyetli ve taşınabilir bir yeni nesil dizileme teknolojisi olan nanogözenek dizileme teknolojisini kullanarak gerçek zamanlı ve düşük maliyetli patojen/etken tespit algoritmaları sunulmaktadır.
📊
Key Findings & Data:Çalışma kapsamında Oxford Nanopore MinION DNA dizileyicisi ile sekanslanan bakterileri gerçek zamanlı tanıyabilecek bilgi kuramı temelli biyoinformatik teşhis algoritmaları geliştirilmiş ve performansları gerçek veri üzerinde test edilmiştir.
💡
Conclusion & Impact:Önerilen OKB profili ve RAI tabanlı algoritmaların hızlı patojen tanıma konusunda yeterli doğruluk seviyesinde ve kısa sürede tanıma yapabilecek hızda olduğu ve mevcut programlarla rekabet edebilen performansta olduğu nanogözenek dizilemesi yapılan patojen paneli üzerinde gösterilmiştir.
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Biyoinformatik · Hızlı patojen tanıma · Makine öğrenme

Özet

Bu çalışmada gerçek zamanlı DNA dizilemesi sağlayan, düşük maliyetli ve taşınabilir bir yeni nesil dizileme teknolojisi olan nanogözenek dizileme teknolojisini kullanarak gerçek zamanlı ve düşük maliyetli patojen/etken tespit algoritmaları sunulmaktadır. Çalışma kapsamında Oxford Nanopore MinION DNA dizileyicisi ile sekanslanan bakterileri gerçek zamanlı tanıyabilecek bilgi kuramı temelli biyoinformatik teşhis algoritmaları geliştirilmiş ve performansları gerçek veri üzerinde test edilmiştir. Yeni nesil dizileme verisi üzerinde hız, doğruluk ve dayanıklılık açısından başarılı olduğu raporlanan Bağıl Bolluk Endeksleri (ing: Relative Abundance Index-RAI) ve nanogözenek dizilemesinde olduğu gibi hatalı DNA okumaları üzerinde başarılı olduğu raporlanmış olan Ortalama Karşılıklı Bilgi (OKB) yöntemi ile DNA karakterizasyonu yapılarak patojen tanıma algoritmaları geliştirilmiştir. Tasarlanan simülasyonlar ile ortalama teşhis koyma süreleri ve doğrulukları hakkındaki istatistikler elde edilerek bu yönde oluşturulacak sistemlerin rutin kullanım için fizibilitesi ortaya konmuştur. Önerilen OKB profili ve RAI tabanlı algoritmaların hızlı patojen tanıma konusunda yeterli doğruluk seviyesinde ve kısa sürede tanıma yapabilecek hızda olduğu ve mevcut programlarla rekabet edebilen performansta olduğu nanogözenek dizilemesi yapılan patojen paneli üzerinde gösterilmiştir.

🔖

Cite This Article

NALBANTOĞLU, Ö. U., GÜNDOĞDU, A. (2021). NanoTAX: Nanogözenek DNA Dizileme Verisi Üzerinden Hızlı Patojen Tanıma. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 37 - Sayı: 2, 260–282. https://ajindex.com/articles/382144

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (10)

  1. Spížek J., Novotná J., Rezanka T., Demain A. L. 2010. Do we need new antibiotics? The search for new targets and new compounds. J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 37, 1241–1248.
  2. Fauci A. S., Touchette N. A., Folkers G. K. 2005. Emerging infectious diseases: a 10-year perspective from the National institute of allergy and infectious diseases. Emerging Infect. Dis. 11, 519–525.
  3. Maurer, J. J. 2011. Rapid detection and limitations of molecular techniques. Annual Review of Food Science and Technology, 2, 259-279.
  4. Lazcka, O., Del Campo, F. J., Munoz, F. X. 2007. Pathogen detection: A perspective of traditional methods and biosensors. Biosensors and bioelectronics, 22(7), 1205-1217. Erlich Y. 2015. A vision for ubiquitous sequencing. Genome Res., 25, 1411-1416.
  5. Frank C., Werber D., Cramer J. P., Askar M., Faber M., an der Heiden M., Bernard H., Fruth A., Prager R., Spode A., Wadl M., Zoufaly A., Jordan S., Kemper M. J., Follin P., Müller L., King L. A., Rosner B., Buchholz U., Stark K., Krause G., HUS Investigation Team. 2011. Epidemic profile of Shiga-toxin-producing Escherichia coli O104:H4 outbreak in Germany. N Engl J Med, 365, 1771-1780.
  6. Hong C., Manimaran S., Shen Y., Perez-Rogers J. F., Byrd A. L., Castro-Nallar E., vd. 2014. PathoScope 2.0: a complete computational framework for strain identification in environmental or clinical sequencing samples. Microbiome, 2:33. Quail M., Smith M. E., Coupland P., Otto T. D., Harris S. R., Connor T. R., Bertoni A., Swerdlow H. P., Gu Y. 2012. A tale of three next generation sequencing platforms: comparison of Ion torrent, pacific biosciences and illumina MiSeq sequencers. BMC Genomics, 13:341. Mardis E. R. 2008. Next-generation DNA sequencing methods. Annu Rev Genomics Hum Genet, 9, 387–402.
  7. Stoddart D., Heron A. J., Mikhailova E. vd. 2009. Single-Nucleotide Discrimination in Immobilized DNA Oligonucleotides with a Biological Nanopore. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 106, 7702–7707.
  8. Kasianowicz J. J, Brandin E., Branton D., Deamer D. W. 1996. Characterization of individual polynucleotide molecules using a membrane chanel. Proc Natl Acad Sci, 93(24), 13770–13773. Hayden E. C. 2015. Pint-sized DNA sequencer impresses first users. Nature 521, 15–16.
  9. Feng Y., Zhang Y., Ying C., Wang D., Du C. 2015. Nanopore-based fourth-generation DNA sequencing technology. Genomics Proteomics Bioinformatics, 13, 4–16.
  10. Quick J., Quinlan A., Loman N. 2014. A reference bacterial genome dataset g