更快更精确！专门为碱基转换测序方法设计的序列比对软件

碱基转换测序法 (nucleotide conversion sequencing technology)，是将一段遗传物质（DNA或者RNA）中的一种特定碱基转化成另一种碱基的测序方法。例如重亚硫酸盐定序（Bisulfite sequencing）就是将DNA中未被甲基化的C转化成T。类似的测序方式包括TAPS，TAB-seq，oxBS-seq。这些方法可以检测出遗传物质中具体的甲基化位点，所以被广泛应用。其他的测序方式，例如SLAM-seq，将4-thiouridine (s4U) 引入细胞，取代原本用来合成RNA的U，用来标记新合成的RNA（nascent RNA）。这些方法将一种特定的碱基转化成另一种碱基，从而让科学家标记细胞内遗传物质的变化。传统的序列比对（sequence alignment）软件不能很好的用于碱基转换的比对。尽管有一些为碱基转换测序设计的比对软件，例如Bismark，SLAM-DUNK，但是比对的结果总是很不理想。

2021年6月8日，特克萨斯大学西南医学中心Daehwan Kim研究团队在Genome Research上发文题为Rapid and accurate alignment of nucleotide conversion sequencing reads with HISAT-3N的方法论文。发布了一个专门为碱基转换测序设计的比对软件：HISAT-3N。

HISAT-3N 的设计基于HISAT2测序软件，加入了三核酸比对算法（three-nucleotide alignment algorithm）。HISAT-3N首先把reads和reference中所有的C都转化成T，然后用只有三种碱基的reads和只有三种碱基的reference做比对，最后根据原始序列过滤比对结果。

根据模拟的测序数据，HISAT-3N的运行速度远超过其他的比对软件，并且精确度在98%以上（其他的软件精确度都在95%-97%之间）。HISAT-3N的可拓展性也远好于其他的软件，运行核心数与运行时间的比例接近1:1，非常适合大型项目使用。和其他的软件相比，HISAT-3N有5个重要的特点：1. 支持所有现有的碱基转换测序方法。2. 所有的测序方法只用同一种索引文件。3. 同时支持RNA和DNA的比对。4. 运行速度很快，并且不产生任何的中间临时文件。5. 可以在短时间内找到所有的比对位点。

HISAT-3N是一个针对碱基转换测序的、快速、准确、灵活、拓展性强和内存消耗少的软件。研究者可以在更短的时间内使用HISAT-3N得到更精确的比对结果，为下游分析打下坚实的基础。

得克萨斯西南医学中心助理教授Daehwan Kim本文的通讯作者。该实验室的博士生张云是本文的第一作者。

原文链接：

https://genome.cshlp.org/content/early/2021/06/08/gr.275193.120.abstract

制版人：十一

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