Questão:
É possível executar o sequenciamento MinION offline?
Iakov Davydov
2017-05-31 11:22:09 UTC
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Lembro-me vagamente de que o plano original de Oxford Nanopore era fornecer sequenciadores baratos (MinION), mas cobrar por chamada de base. Por esse motivo, a chamada de base foi realizada na nuvem, e o plano era torná-la comercial uma vez que a tecnologia fosse estabelecida.

Claro, isso limita o uso potencial do MinION no campo, já que é enorme áreas não têm conexão decente com a Internet. Além disso, nem todos os dados podem ser legalmente transferidos para uma empresa terceirizada nos estudos clínicos.

Por exemplo, para o artigo sobre Ebola, eles tiveram que criar uma versão especial do seu software:

Uma versão offline do MinKNOW, com o 'ping' da internet desabilitado e as atualizações online desabilitadas, foi disponibilizado para nós pela Oxford Nanopore Technologies especificamente para o projeto

Existem alguns chamadores de base terceirizados disponíveis hoje. Estou ciente do Nanocall e do DeepNano, mas, como não são oficiais, pode ser difícil para eles acompanhar as versões mais recentes de sequenciadores e células.

  1. É possível a partir de hoje sequenciar offline sem um acordo especial (como o Ebola).
  2. Se não, qual é a política da Oxford Nanopore em relação a bases terceirizadas- chamadores? Eles vão ajudá-los ou processá-los eventualmente?
Dois respostas:
#1
+8
gringer
2017-05-31 16:09:17 UTC
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Resposta curta: sim, mas você precisa obter permissão (e software modificado) do ONT antes de fazer isso.

... mas isso não conta toda a história. Essa pergunta tem o potencial de ser muito confusa, e isso não é culpa do questionador. O problema é que para o MinION, o sequenciamento (ou mais especificamente, a geração dos dados brutos na forma de um traço de sinal elétrico) é distinto e separável da chamada de base. Muitos outros sequenciadores também têm dados brutos distintos e fases de chamada de base, mas eles não estão democratizados no grau em que estão no MinION.

A parte de "sequenciamento" do sequenciamento do MinION é realizada pelo software ONT , ou seja, MinKNOW. Conforme me explicado durante o PoreCampAU 2017, quando o MinION é inicialmente conectado a um computador, falta o firmware necessário para realizar o sequenciamento. A versão mais recente deste firmware geralmente é baixada no início de uma execução de sequenciamento, enviando uma solicitação aos servidores ONT. No caso usual, você não pode fazer o sequenciamento sem poder acessar esses servidores, e você não pode fazer o sequenciamento sem o ONT saber sobre isso. No entanto, a ONT reconhece que existem pessoas lá fora que não terão acesso à Internet durante o sequenciamento (por exemplo, sequenciamento do Ebola na África ou sequenciamento metagenômico no meio do oceano) e um e-mail para <[email protected]> com os motivos provavelmente resultará em uma solução rápida de software para o problema de sequenciamento local.

Uma vez que os sinais brutos são adquiridos, a parte de "chamada de base" do sequenciamento do MinION pode ser feita em qualquer lugar. O basecaller mantido pelo ONT é Albacore, e ele receberá as primeiras atualizações do modelo sempre que a tecnologia de sequenciamento for alterada (o que acontece muito). Albacore é um basecaller local que pode ser obtido no ONT navegando nas páginas da comunidade (disponível para qualquer um que tenha um MinION); O ONT mudou para permitir apenas que as pessoas façam chamadas de base localmente por volta de abril de 2017, depois de estabelecer que usar servidores AWS era muito caro. Albacore é open source e gratuito, mas tem um acordo de licenciamento restritivo que limita a distribuição (e modificação) do programa. No entanto, Albacore não é o único basecaller disponível. ONT fornece um basecaller FOSS chamado nanonet. Está um pouco atrás da Albacora em tecnologia, mas a ONT disse que todas as mudanças úteis da Albacora irão eventualmente se propagar para a nanonet. Há outro basecaller não ONT que conheço que usa uma rede neural para basecalling: deepnano. Existem outros basecallers, cada um com distâncias variáveis ​​em termos de tecnologia, e espero que mais apareçam no futuro, conforme a tecnologia se estabilizar e cientistas da computação mais resistentes a mudanças entrarem em ação. apenas puxou a cortina de seu software de chamada de base; todos os repositórios que eu olhei até agora (exceto o Cliveome) foram liberados sob a Licença Pública Mozilla (livre e de código aberto, com algumas condições e limitações). Incluído no repositório de software está o Scrappie, que é a versão de teste / de ponta do Albacore.

#2
+5
H. Gourlé
2017-05-31 12:09:10 UTC
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Resumindo, sim, o basecaller offline é suportado.

Oxford nanopore disponibilizou um basecaller offline oficial, chamado albacore. Se você tem uma conta no site da comunidade nanpore, você pode baixá-lo aqui.

Em relação a executá-lo no campo, da última vez que verifiquei a chamada de base ao vivo ainda estava exigindo muito poder de computação, então você pode querer executar o MinION em campo, mas ligue novamente para o seu laboratório / instalação de computação.

Não estou ciente de nenhum plano para processar os chamadores de base de terceiros, I acho que Oxford Nanopore é muito positivo sobre eles :-)

Executar o MinION em campo e fazer call-call no laboratório anula todo (bem, parte do) objetivo: a saber, obter resultados instantaneamente.
Verdade em alguns casos, mas às vezes você deseja sequenciar amostras em áreas / locais remotos onde seria impraticável / impossível voltar a um laboratório com amostras de DNA de boa qualidade (ou seja, difícil acesso a gelo seco para transporte). O MinION torna possível sequenciar em campo e, em seguida, analisar de volta ao laboratório. EDIT: Além disso, para uma pequena execução de sequenciamento, você provavelmente pode fazer uma chamada de base com um bom laptop (8+ cpus)


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