Метагеномный анализ эукариот (на примере миноги)

Snakemake-пайплайн для сборки, бининга и аннотации метагеномных данных

---

Обзор

Автоматизированный пайплайн для анализа метагеномных данных эукариот (например, миноги Petromyzon marinus) с поддержкой:

• Illumina данных
• Контроля качества
• De novo сборки
• Таксономической классификации
• Аннотации генов

---

Установка

Предварительные требования

• прописать все пути до начала использования пайплайна в config.yaml
• Miniconda/Anaconda
• Рекомендуется Mamba для ускорения:

conda install -n base -c conda-forge mamba
---

git clone https://github.com/heskad/.task-2
cd .task-2
cd envs
chmod +x install_envs.sh
./install_envs.sh

---

Контроль качества

FastQC анализ

Перед запуском основного пайплайна необходимо выполнить контроль качества с помощью FastQC в два этапа:

1. До тримминга и удаления адаптеров:

fastqc -o qc/fastqc/raw/ data/raw/*.fastq

Тримминг и удаление адаптеров

После первого FastQC анализа необходимо выполнить предварительную обработку чтений с помощью Trimmomatic:

trimmomatic PE -threads {threads} \
    data/raw/{sample}_R1.fastq data/raw/{sample}_R2.fastq \
    qc/trimmed/{sample}_R1.trimmed.fastq qc/trimmed/{sample}_R1.unpaired.fastq \
    qc/trimmed/{sample}_R2.trimmed.fastq qc/trimmed/{sample}_R2.unpaired.fastq \
    ILLUMINACLIP:TruSeq3-PE-2.fa:2:30:10 SLIDINGWINDOW:4:20 MINLEN:50

Параметры обработки:

• ILLUMINACLIP:TruSeq3-PE-2.fa:2:30:10 - удаление адаптеров Illumina TruSeq3
• SLIDINGWINDOW:4:20 - фильтрация по качеству с использованием скользящего окна
• MINLEN:50 - удаление чтений короче 50 нуклеотидов

2. После тримминга и удаления адаптеров:

fastqc -o qc/fastqc/trimmed/ qc/trimmed/*.trimmed.fastq

Это позволит оценить качество данных на разных этапах обработки и убедиться в эффективности удаления адаптеров и фильтрации.

---

запуск пайплайна

Snakemake -j <"кол-во задач"> 

Этапы анализа

Этап анализа	Инструменты	Выходные файлы
Контроль качества	FastQC, Trimmomatic, Cutadapt	results/qc/trimmed/*.fastq
Сборка генома	MEGAHIT (Illumina),	results/assembly/final_assembly.fasta
Таксономия	Kraken2, Kaiju, BUSCO	results/taxonomy/kraken_out.txt
Биннинг	MetaBAT2, CONCOCT	results/binning/metabat2/bins/
Аннотация	Prokka, BLAST	results/annotation/prokka.gff
Визуализация	QUAST, MultiQC	results/quast/report.html