16SPyPrimer: un paquete en Python para el análisis de la cobertura de primers del gen 16S rRNA

Abstract

En diversas áreas como microbiología, ecología o agricultura es importante y necesario identificar adecuadamente las especies bacterianas presentes en una muestra cualquiera. Un ejemplo puede ser asociar en un humano, animal o planta, una patología concreta por la presencia o no de una especie bacteriana concreta. En muchos ámbitos de la investigación sobre la diversidad bacteriana es necesario tener la capacidad de identificar grupos concretos de bacterias y rechazar otros grupos para diferentes niveles taxonómicos. El gen 16S rRNA es de uso habitual desde hace muchos años como marcador filogenético para la identificación bacteriana, generalizándose su uso como gen diagnóstico para la identificación taxonómica. En la literatura están descritos muchos pares de cebadores que funcionan adecuadamente para las diferentes zonas conservadas del gen 16S rRNA. Sin embargo, se suelen utilizar cebadores genéricos que no permiten seleccionar familias o géneros bacterianos de interés. En este trabajo se desarrolla una herramienta en Python, llamada 16SPyPrimer, que permite realizar un análisis de la cobertura de pares de cebadores para conjuntos específicos de bacterias. Este software permite a los investigadores modificar cebadores ya conocidos para encontrar otros más específicos según sus necesidades. Esta herramienta posee amplias opciones configurables según el criterio del usuario y devuelve múltiples archivos de resultados con la información necesaria para realizar análisis propios a posteriori.

In various areas such as microbiology, ecology, or agriculture, it is important and necessary to properly identify the bacterial species present in any sample. An example may be the association of a specific pathology in a human, animal or plant due to the presence or absence of any specific bacterial species. In many areas of research on bacterial diversity, it is necessary to be able to identify specific groups of bacteria and reject other groups for different taxonomic levels. The 16S rRNA gene has been used for many years as a phylogenetic marker for bacterial identification, being used as a diagnostic gene for taxonomic identification. Many pairs of primers are described in the literature that work adequately for the different conserved areas of the 16S rRNA gene. However, generic primers that do not allow the selection of bacterial families of interest are often used. The aim of this project is to develop a tool in Python, called 16SPyPrimer, that analyses the coverage of pairs of primers for specific sets of bacteria. This software will allow researchers to modify already known primers to find more specific ones according to their needs. This tool has extensive configurable options according to the user's criteria and returns multiple results files with the necessary information to carry out other analysis afterwards.

En diverses àrees com a microbiologia, ecologia o agricultura és important i necessari identificar adequadament les espècies bacterianes presents en una mostra qualsevol. Un exemple pot ser associar en un humà, animal o planta, una patologia concreta per la presència o no d'una espècie bacteriana concreta. En molts àmbits de la recerca sobre la diversitat bacteriana és necessari tenir la capacitat d'identificar grups concrets de bacteris i rebutjar altres grups per a diferents nivells taxonòmics. El gen 16S rRNA és d'ús habitual des de fa molts anys com a marcador filogenètic per a la identificació bacteriana, generalitzant-se el seu ús com a gen diagnòstic per a la identificació taxonòmica. En la literatura estan descrits molts parells d'engreixadors que funcionen adequadament per a les diferents zones conservades del gen 16S rRNA. No obstant això, se solen utilitzar engreixadors genèrics que no permeten seleccionar famílies o gèneres bacterians d'interès. En aquest treball es desenvolupa una eina en Python, anomenada 16SPyPrimer, que permet realitzar un anàlisi de la cobertura de parells d'engreixadors per a conjunts específics de bacteris. Aquest programari permet als investigadors modificar engreixadors ja coneguts per a trobar altres més específics segons les seves necessitats. Aquesta eina posseeix àmplies opcions configurables segons el criteri de l'usuari i retorna múltiples arxius de resultats amb la informació necessària per a realitzar anàlisis pròpies a posteriori.