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基于有偏随机游走模型的纳米孔测序统计推断

Statistical inference for nanopore sequencing with a biased random walk model.

作者信息

Emmett Kevin J, Rosenstein Jacob K, van de Meent Jan-Willem, Shepard Ken L, Wiggins Chris H

机构信息

Department of Physics, Columbia University, New York, New York.

School of Engineering, Brown University, Providence, Rhode Island.

出版信息

Biophys J. 2015 Apr 21;108(8):1852-5. doi: 10.1016/j.bpj.2015.03.013.

DOI:10.1016/j.bpj.2015.03.013
PMID:25902425
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4407257/
Abstract

Nanopore sequencing promises long read-lengths and single-molecule resolution, but the stochastic motion of the DNA molecule inside the pore is, as of this writing, a barrier to high accuracy reads. We develop a method of statistical inference that explicitly accounts for this error, and demonstrate that high accuracy (>99%) sequence inference is feasible even under highly diffusive motion by using a hidden Markov model to jointly analyze multiple stochastic reads. Using this model, we place bounds on achievable inference accuracy under a range of experimental parameters.

摘要

纳米孔测序有望实现长读长和单分子分辨率,但截至撰写本文时,DNA分子在孔内的随机运动是高精度读取的一个障碍。我们开发了一种统计推断方法,明确考虑了这种误差,并证明即使在高度扩散运动的情况下,通过使用隐马尔可夫模型联合分析多个随机读取,高精度(>99%)的序列推断也是可行的。使用该模型,我们在一系列实验参数下确定了可实现的推断精度的界限。

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