AKTE HG–2026–08

ENGINE Schließung durch Phasing

KLASS. TECHNISCH · ÖFFENTLICH

SPUR 2026–08–04

GELTUNGSBEREICH REINISOLAT

05 Aufnahme · Gesamtgenom

HoloGen

Es schließt Genome dort, wo der Referenzstandard schriftlich erklärt, nicht anwendbar zu sein: ohne Reads, die lang genug sind, die Repeats zu überspannen. Dort verwandelt HoloGen Tiefe in Auflösung und liefert das Genom mit gemessener Gewissheit.

Das ist das Regime der Lebensmittel- und Umweltprobe: fragmentierte DNA, knappe Biomasse, kurze Bibliotheken. Der konventionelle Arbeitsablauf liefert einen zerbrochenen Entwurf oder gar nichts; hier wird die Information zurückgewonnen statt verloren. Und die Assemblierung endet nicht in einer Datei: Sie geht direkt in die Zielsuche und in die Risikodeutung, ohne das System zu verlassen.

Wie dieses Datenblatt zu lesen ist

Die Zahlen dieser Seite stammen aus einer einzigen Spur des Motors, der von Anfang bis Ende durchlief. Was nicht in der Spur steht, steht nicht hier.

Pediococcus acidilactici · ONT
2.462,7 s Laufzeit · 2026-08-04

1.997.608 pb

zum Kreis geschlossenes Chromosom, mit seinen vier gegen die Reads beobachteten Verbindungsstellen

208×

Tiefe über dem ausgegebenen Genom, bei einem Read-N50 von nur 2.685 bp

unabhängige Evidenzwege: keiner wird für sich allein geglaubt

4,28

gemessene Kopien, wo der Assembler 162 annotierte. Die Annotation entscheidet nicht; die Messung schon

Alleinstellungsmerkmal

Es ist der einzige Motor, der in dem Regime ein geschlossenes Genom liefert, das der Goldstandard schriftlich ausschließt: ohne Reads, die das Repeat überspannen können. Statt Länge zu fordern, verbraucht er Tiefe — Variantenphasing, gegen die Reads gemessene Multiplizität, echter Konsens und Validierung jeder Naht — und gewinnt die Information zurück, die der konventionelle Ablauf vollständig verliert.

Mit derselben Strenge in die andere Richtung: Die Multiplizität stammt aus dem Zählen von k-meren in den Reads, nicht aus der Annotation des Assemblers — 162 annotiert gegen 4,28 gemessen, 10,8 annotiert gegen 15,17 gemessen —, und ein Wert, der nicht nahe an einer ganzen Zahl liegt, wird als ungelöst erklärt, statt stillschweigend gerundet zu werden. Gemessene Gewissheit, keine versprochene.

01 Der Stand der Technik

Acht Werkzeuge, acht Formate, und am Ende eine Datei.

Assembler, Qualitätskontrolle, Annotator und Betrachter von Hand aneinanderzureihen bedeutet, bei jedem Sprung neu zu exportieren und die Nachvollziehbarkeit zwischen den Schritten zu verlieren. Und wenn die Assemblierung nicht schließt, geben die meisten Abläufe auf, ohne zu sagen warum.

Werkzeug

Wie weit es reicht

Was HoloGen ergänzt

Trycycler · der manuelle Goldstandard

Konsensassemblierung: Sie kombiniert mehrere unabhängige Entwürfe und liefert unter passenden Bedingungen das genaueste bislang publizierte Genom.

Schließt das Genom genau dort, wo Trycycler sich selbst für nicht geeignet erklärt — Tiefe unter 25× oder zu kurze Reads für eine vollständige Assemblierung —, ohne menschliches Eingreifen und mit deterministischer Ausgabe: gleiche Daten, gleiches Genom.

Autocycler, Hybracter, Dragonflye

Sie automatisieren Konsens und bewährte Polishing-Praxis ohne manuelles Eingreifen, im Maßstab von Hunderten Genomen.

Bearbeitet genau den Fall, den diese Pipelines an die manuelle Kuration verweisen: Er misst die Multiplizität der großen Repeat-Region an den Reads und liefert das Ergebnis mit ausgewiesener Sicherheit.

Flye, SPAdes, Unicycler für sich

Sie erzeugen den Entwurf und seinen Graphen — dort beginnt die Arbeit.

Prüft den Graphen an den Reads, bevor er ihn ausliefert: Wo die Annotation Multiplizität 162 angab, ergibt die Messung über die Coverage 4,28 — und diese Zahl reist mit dem Genom.

Handgebaute Werkzeugkette

Sie deckt Qualität, Assemblierung, Annotation und Visualisierung ab, wenn das Labor eine eigene bioinformatische Kraft hat.

Verkettet Qualität, Assemblierung, Annotation und Visualisierung in einem einzigen nachvollziehbaren Schritt, mit Zwischenurteil: Wenn es sich nicht lohnt weiterzumachen, sagt er es, bevor die Stunden verbraucht sind.

Schlüsselfertiger Sequenzierdienst

Er liefert die Assemblierung und einen Standardbericht, ohne dass das Labor etwas anfassen muss.

Gibt das Genom innerhalb des Ablaufs zurück: Es fließt direkt in Zielsuche, Risiko und Vergleich mit dem Bestand — und bei schwierigem Material misst er weiter, statt beim Draft zu enden.

02 Der Schließungsmotor

Wo der Standard sich zurückzieht, beginnt hier die Arbeit.

Kein Read des gemessenen Falls überspannt das 40.256-bp-Element: Der längste misst 50.005 bp, und man müsste das ganze Repeat plus zwei Kilobasen Verankerung auf jeder Seite abdecken. Genau dort erklärt sich der Goldstandard für nicht anwendbar, und dort blieben 208× Tiefe ungenutzt.

1.997.608 pb

zum Kreis geschlossenes Chromosom, mit seinen vier gegen die Reads beobachteten Verbindungsstellen. Nicht aus dem Graphen abgeleitet: beobachtet.

Und was draußen bleibt, wird ebenso klar benannt: ein Repeat von 5.164 bp mit 4,28 Dosen, das der Graph nicht verorten kann. Eine Schließung, die nicht sagt, was sie ausgelassen hat, ist keine Schließung, sondern eine Behauptung.

Weg 01

Gegen die Reads gemessene Multiplizität

Die Kopienzahl jedes Abschnitts ergibt sich daraus, k-mere in seinem Inneren zu ziehen und ihr Vorkommen in den Reads zu zählen, nicht aus der Annotation des Assemblers.

Weg 02

Variantenphasing

Die Unterschiede zwischen Kopien desselben Repeats erlauben ihre Trennung, wenn kein Read es ganz überspannt. Das ist der Weg, der Tiefe in Auflösung verwandelt.

Weg 03

Echter Konsens über den Reads

Die ausgegebene Sequenz wird aus den Reads rekonstruiert, die sie stützen; sie wird nicht vom Entwurf geerbt.

Weg 04

Nahtprüfung

Jede vorgeschlagene Verbindungsstelle muss in Reads beobachtet sein, die sie mit Verankerung auf beiden Seiten überqueren. Was nicht besteht, kommt nicht hinein.

Was aus diesen Zahlen NICHT behauptet wird

Sie stammen aus einem von Anfang bis Ende gemessenen Fall, nicht aus einer Kreuzvalidierungskampagne gegen die genannten Werkzeuge. Sie zeigen, dass sich das Genom in einem Regime schließt, in dem der Goldstandard sich für nicht anwendbar erklärt; sie erlauben nicht die Aussage, wie viele Genauigkeitspunkte beide trennen, wo beide anwendbar sind.

Und der Motor arbeitet auf gefilterten Reads, weshalb seine gemessene haploide Tiefe 116× beträgt, während die Messung an der Rohdatei 141× ergibt. Beide sind richtig; veröffentlicht wird die des Motors, und es wird gesagt, welche welche ist, damit niemand Äpfel mit Birnen vergleicht.

03 Wie es funktioniert

Von der Read-Datei zum navigierbaren Genom.

Jeder lange Schritt gibt sein ausdrückliches Urteil und seinen realen Fortschritt aus, damit ein Vierzig-Minuten-Lauf kein Ladekreisel ohne Information ist.

Qualitätskontrolle und Read-Filterung

Filterung nach Länge und Qualität mit Kennzahlen davor und danach. Der Motor hält fest, dass er auf gefilterten Reads arbeitet, denn das verschiebt alle Tiefenangaben, die er danach veröffentlicht.

Assemblierung je nach Plattform

SPAdes für kurze Reads, Flye für lange, gewählt anhand der erkannten Plattform. Automatische Qualitätskontrolle mit BUSCO und Kontiguitätskennzahlen.

Schließung durch Phasing

Schließt der Entwurf nicht, greift der Schließungsmotor: Er misst Multiplizitäten, phast Varianten, rekonstruiert den Konsens und validiert jede Naht. Er liefert stets das beste Ergebnis, das die Daten tragen, mit ausgesprochenem Status.

Artbestimmung

Kraken2 und Extraktion ribosomaler Gene mit barrnap, dazu Alignment gegen eine kanonische Referenz und Auflösung des Namens gegen die Taxonomie des kuratierten Wissens. Ist diese Ebene nicht verfügbar, gibt es den Rohnamen zurück, statt zu scheitern.

Annotation

Prokka oder Bakta, mit Vorhersage kodierender Gene, ribosomaler RNA und Transfer-RNA.

Charakterisierung und Navigation

Resistenzdeterminanten, Virulenzfaktoren, Plasmide und mobile Elemente in einem Genombrowser, in dem jeder Befund an seiner Position sichtbar ist.

04 Der Vertrag

Was hineingeht, was herauskommt, woran es anschließt.

Eingang

Reads eines Reinisolats: Illumina paarweise oder Nanopore, einschließlich der stückweisen Lieferung, die der Sequenzierer während des Laufs selbst erzeugt. Mischproben gehen an OmniOta.

Ausgang

Assemblierung mit Qualitätskontrolle, gegen die kanonische Taxonomie aufgelöste Art, vollständige Annotation, Charakterisierung von Resistenzen, Virulenz, Plasmiden und mobilen Elementen sowie ein Genombrowser.

Anschluss

Direkte Ausgabe an BioMiner zur Zielsuche und an GIFCloud zur Risikodeutung und epidemiologischen Rückverfolgung. Eine Assemblierung, die stromabwärts nicht genutzt wird, ist eine tote Datei.

05 Technisches Datenblatt

Name

Holistic Genome Assembly Engine: Motor für Assemblierung und Schließung von Isolatgenomen.

Eingang

Reads eines Reinisolats. Illumina paarweise oder Nanopore mit Mindestqualität Q10, einschließlich stückweisem Hochladen während des Sequenzierlaufs. Der Upload übersteht das Verlassen der Seite.

Assembler

SPAdes für kurze Reads und Flye für lange, mit Auswahlhilfe anhand der in der Datei selbst erkannten Plattform.

Schließung

Motor mit Variantenphasing, vier unabhängigen Evidenzwegen, echtem Konsens und Nahtvalidierung. Multiplizität gegen die Reads gemessen, nie aus dem Graphen gelesen.

Lange Schritte

Jeder Schritt gibt ein ausdrückliches Urteil und realen Fortschritt aus. Ein Vierzig-Minuten-Lauf meldet, wo er steht, nicht bloß, dass er noch lebt.

Neuassemblierung

Verlauf je Probe: Man kann mit anderen Parametern neu assemblieren und mit dem vorigen Lauf vergleichen, ohne ihn zu verlieren.

Grenze · Geltungsbereich

Die epidemiologische Typisierung — MLST, cgMLST und wgMLST — verlässt die Pipeline: Sie hängt an Schemata, die es nur für eine Minderheit der Organismen gibt, und ihre Deutung ist Sache von GIFCloud. HoloGen assembliert und schließt.

Grenze · Probe

Der Motor setzt ein Reinisolat voraus. Eine Mischprobe wird hier nicht assembliert: Sie geht an OmniOta, das Modul für Gemeinschaften.

Grenze · Zahlen

Die veröffentlichten Schließungszahlen stammen aus einem von Anfang bis Ende gemessenen Fall, nicht aus einer Kreuzvalidierungskampagne gegen Trycycler, Autocycler oder Hybracter. Sie zeigen das Verhalten des Motors dort, wo diese Werkzeuge sich für nicht anwendbar erklären, keinen bezifferten Vorteil dort, wo sie anwendbar sind.

Assemblierung: SPAdes und Flye. Qualitätskontrolle: BUSCO und Kontiguitätskennzahlen. Artbestimmung: Kraken2, barrnap und minimap2 gegen eine kanonische Referenz. Annotation: Prokka und Bakta. Read-Filterung: filtlong. Genombrowser: IGV.js. Spur des Schließungsmotors: 2026-08-04, 2.462,7 s.
Erklärter Geltungsbereich des Goldstandards: Wick, Judd und Holt (2021) Genome Biology 22:266 · 10.1186/s13059-021-02483-z — „wenn vollständige Assemblierungen nicht möglich sind, z. B. wegen unzureichender Read-Länge, oder die Lesetiefe gering ist, dann ist Trycycler nicht geeignet“. Autocycler: Wick et al. (2025) bioRxiv 2025.05.12.653612. Hybracter: Bouras et al. (2023) bioRxiv 2023.12.12.571215.

Immer liefern, was die Daten tragen. Und sagen, was draußen bleibt.

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