minimap2 vs BLASTN

Hola,
recientemente Heng Li publicó un trabajo (https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bty191) describiendo un nuevo alineador genérico de nucleótidos que se llama minimap2, que podéis descargar en https://github.com/lh3/minimap2.

Figura tomada de https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bty191

En el artículo se compara minimap2 en diferentes escenarios contra otros softwares alternativos, incluyendo su antecesor BWA mem y se destaca su velocidad y su versatilidad, ya que es capaz de alinear lecturas cortas, secuencias largas e incluso también puede alinear saltando intrones.

Yo lo que he hecho ha sido una prueba rápida para compararlo con BLASTN en el escenario habitual de GET_HOMOLOGUES-EST, donde se comparan por ejemplo todos los genes de una planta (Brachypodium distachyon) contra todos los genes de otra especie cercana (Oryza sativa). Esto es lo que he hecho:

# how many sequences
$ grep -c "^>" *fna
Bdistachyon.fna:36647
Osativa.fna:42189

# index and BLASTN search
$ ncbi-blast-2.6.0+/bin/makeblastdb -in Osativa.fna -dbtype nucl
$ ncbi-blast-2.6.0+/bin/blastn -query Bdistachyon.fna -db Osativa.fna \
   -out Bdistachyon.Osativa.blastn.tsv -dbsize 100000000 -evalue 1e-5 -outfmt 6
real	0m40.937s
user	0m40.280s
sys	0m0.636s

# index [assuming up 80% sequence identity] and minimap2 search
$ minimap2/minimap2 -x asm20 -d Oryza.mmi Osativa.fna
$ time minimap2/minimap2 Oryza.mmi Bdistachyon.fna > Bdistachyon.Osativa.minimap.paf
real	0m2.084s
user	0m3.360s
sys	0m0.300s

Ahora echemos un ojo a los alineamientos resultantes. Selecciono un par de secuencias, primero de BLASTN:

BdiBd21-3.2G0760100.1   LOC_Os01g70090.1        87.839  847     95      5       31      876     37      876     0.0     987
BdiBd21-3.2G0521100.1   LOC_Os01g37510.1        85.652  683     92      3       91      773     103     779     0.0     713

y ahora de minimap2, en formato PAF:

BdiBd21-3.2G0760100.1	876	155	776	+	LOC_Os01g70090.1	876	161	776	181	621	60	tp:A:P	cm:i:16	s
1:i:179	s2:i:0	dv:f:0.0980
BdiBd21-3.2G0521100.1	777	110	653	+	LOC_Os01g37510.1	783	122	659	87	543	60	tp:A:P	cm:i:10	s
1:i:85	s2:i:0	dv:f:0.1196

Al maneo para estos dos ejemplos podemos observar que:
i) el mejor hit de BLASTN y minimap coinciden
ii) los alineamiento de BLASTN son más largos


Hasta pronto, buenas vacaciones,
Bruno