アンプリコン配列変異

アンプリコン配列変異体(ASV) は、マーカー遺伝子のハイスループット分析から復元された推定単一DNA配列のいずれかです。これらの分析は「アンプリコン読み取り」とも呼ばれ、PCRおよびシーケンシング中に生成された誤った配列を除去した後に作成されるため、ASV を使用すると、単一のヌクレオチドの変化によって配列変異を区別できます。ASV の用途には、DNA 配列に基づいて種のグループを分類すること、生物学的および環境的変異を見つけること、および生態学的パターンを決定することが含まれます。

ASVは、2013年にErenと同僚によって初めて説明されました。 ^[1]それ以前は、長年、マーカー遺伝子分析の標準単位は、類似性のしきい値に基づいて配列をクラスタリングすることによって生成される操作的分類単位（OTU）でした。ASVと比較して、OTUはより大まかな類似性の概念を反映しています。単一のしきい値はありませんが、最も一般的に選択される値は3％であり、これはこれらのユニットがDNA配列の97％を共有していることを意味します。一方、ASV法は、わずか1つのヌクレオチドの変化によって配列の違いを解決できるため、類似性に基づく操作的クラスタリング単位を完全に回避できます。したがって、ASVは配列間のより細かい区別を表します。

ASVは、完全配列変異体（ESV）、ゼロ半径OTU（ZOTU）、サブOTU（sOTU）、ハプロタイプ、オリゴタイプとも呼ばれます。^{[2] [3]}

ASV法の導入は、その有用性に関する議論を特徴としていました。OTUは配列変異のこれほど精密で正確な測定は提供しませんが、それでも受け入れられる価値のあるアプローチです。ある研究で、グラスマンとマーティニーは、広範囲の生態学的多様性を調査するためのOTUの適合性を確認しました。^[4]彼らは、OTUとASVは同様の結果をもたらし、ASVは真菌と細菌の多様性をわずかに強力に検出できると結論付けました。また、彼らの研究は、種の多様化はASVでより正確に測定できるものの、よく構成された研究でOTUを使用することは、広範囲での多様化を実証するのに一般的に有効であることを示しました。

マーカー遺伝子解析では、ASV が OTU に取って代わるべきだと主張する人もいます。彼らの主張は、マーカー遺伝子解析にもたらす精度、扱いやすさ、再現性、包括性に焦点を当てています。これらの研究者にとって、より細かい配列解像度 (精度) の有用性と、異なる研究間で配列を簡単に比較できる利点 (扱いやすさと再現性) により、ASV は配列の違いを解析するためのより良い選択肢となります。対照的に、OTU は生成に使用される類似性しきい値の詳細に依存するため、OTU 内の単位は研究者、実験、データベースによって異なる場合があります。したがって、OTU ベースの研究とデータセット間の比較は非常に困難です。^[3]

ASVを解決するための一般的な方法には、DADA2、^[5] Deblur、^[6] MED、^[7] UNOISE ^[8]などがあります。これらの方法は、個々のシーケンス実行に合わせて調整されたエラーモデルを生成し、そのモデルを使用して実際の生物学的シーケンスとエラーによって生成されたシーケンスを区別するアルゴリズムを採用することで、幅広く機能します。