Quy trình phân tích QIIME
QIIME (Quantitative Insights Into Microbial Ecology) là một pipeline Tin sinh học phổ biến để phân tích dữ liệu metagenomic. Đây là một phần mềm miễn phí và mã nguồn mở cung cấp một bộ công cụ toàn diện để thực hiện kiểm soát chất lượng, căn chỉnh chuỗi, phân loại phân tử và phân tích chức năng của dữ liệu metagenomic. Dưới đây là một cái nhìn tổng quan về các bước chính trong pipeline QIIME:
- Kiểm soát chất lượng (Quality control): Trong bước này, dữ liệu raw read được lọc để loại bỏ các read chất lượng thấp và các read có các nucleotide không rõ ràng (N base). QIIME cung cấp một số phương pháp kiểm soát chất lượng, chẳng hạn như lọc chất lượng FASTQ và demultiplexing.
- Phân tích chuỗi (sequence analysis): Sau khi kiểm soát chất lượng, các read được gom nhóm thành đơn vị phân loại hoạt động (OTU – operational taxonomic units) dựa trên mức độ tương đồng của chúng với các chuỗi tham chiếu trong cơ sở dữ liệu. QIIME cung cấp một số thuật toán nhóm cụm, chẳng hạn như uclust và usearch.
- Phân loài (Taxonomic classification): Sau khi nhóm OTU đã được xác định, chúng được gán nhãn phân loài dựa trên cơ sở dữ liệu tham chiếu như Greengenes hoặc SILVA. QIIME cung cấp một số phương pháp phân loài như bộ phân loại RDP và BLAST.
- Phân tích đa dạng (Diversity analysis): Sau khi phân loại phân tử, QIIME cung cấp một số công cụ để tính toán các chỉ số đa dạng alpha và beta (alpha and beta diversity), chẳng hạn như sự đa dạng (richness), đồng đều (evenness) và độ khác biệt Bray-Curtis (Bray-Curtis dissimilarity).
- Trực quan hóa (Visualization): Cuối cùng, QIIME cung cấp một số công cụ trực quan để khám phá và diễn giải kết quả, chẳng hạn như biểu đồ thanh (bar plot), biểu đồ nhiệt (heatmap) và biểu đồ PCoA.
Ưu điểm của QIIME:
- Giao diện thân thiện với người dùng: QIIME cung cấp một giao diện thân thiện với người dùng, cho phép các nhà nghiên cứu thực hiện các phân tích metagenomics một cách dễ dàng.
- Bộ công cụ toàn diện: QIIME cung cấp một tập hợp công cụ toàn diện để xử lý, phân tích và trực quan hóa dữ liệu vi sinh học, cho phép các nhà nghiên cứu thực hiện một loạt các phân tích khác nhau.
- Cộng đồng hoạt động tích cực: QIIME có một cộng đồng người dùng và nhà phát triển tích cực, liên tục cập nhật và cải tiến phần mềm. Truy cập forum của QIIME ở đây https://forum.qiime2.org/ . Ngoài ra, QIIME cũng có nhiều workshop cả online lẫn offline và đều được chia sẻ tại link https://workshops.qiime2.org/.
- Tích hợp với các phần mềm khác: QIIME có thể tích hợp với các công cụ phần mềm khác, như R, cho phép thực hiện các phân tích thống kê nâng cao hơn.
- Trực quan hóa chất lượng cao: QIIME cung cấp các trực quan hóa chất lượng cao, giúp các nhà nghiên cứu hiểu và truyền tải kết quả của họ một cách tốt hơn.
Nhược điểm của QIIME:
- Yêu cầu tính toán cao: QIIME đòi hỏi máy tính (máy chủ) có cấu hình cao, đây có thể là một bất lợi đối với các nhà nghiên cứu có tài nguyên tính toán hạn chế.
- Mức độ linh hoạt không cao: QIIME có thể ít linh hoạt hơn các công cụ phần mềm khác, vì nó được thiết kế đặc biệt cho phân tích 16S rRNA và có thể không phù hợp cho các loại dữ liệu vi sinh học khác.
- Hỗ trợ giới hạn cho các công nghệ đọc trình tự khác: QIIME được thiết kế chủ yếu cho dữ liệu đọc trình tự gen 16S rRNA, và có thể không có cùng mức độ hỗ trợ cho các công nghệ đọc trình tự khác, chẳng hạn như phân tích shotgun metagenomics.
LOBI Vietnam là công ty tiên phong trong lĩnh vực Đọc trình tự gen thế hệ mới NGS (Next Generation Sequencing) và Phân tích Tin sinh học. Liên hệ hotline/Zalo 092.510.8899 để biết thêm chi tiết.
