與相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求于2014年10月22日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)62/067,232的優(yōu)先權(quán)，所述臨時(shí)申請(qǐng)的整體通過(guò)引用結(jié)合到本文中。發(fā)明領(lǐng)域本文提供用于測(cè)定微生物的表觀遺傳序列和標(biāo)記的系統(tǒng)和方法、基于其上表征微生物(例如，細(xì)菌、病毒等)的方法和其使用方法。發(fā)明背景dna修飾(例如，甲基化)控制微生物中的許多重要途徑(例如，包括涉及致病細(xì)菌和病毒中的毒力機(jī)制的那些)。常規(guī)的dna序列分析不鑒定影響修飾(例如，甲基化)狀態(tài)的dna工程事件。發(fā)明概述本文提供用于測(cè)定微生物的表觀遺傳序列和標(biāo)記的系統(tǒng)和方法、表征基于其上微生物(例如，細(xì)菌、病毒等)的方法和其使用方法。在一些實(shí)施方案中，本文提供用于測(cè)定微生物表觀遺傳標(biāo)記的方法、組合物和試劑盒；和生物法醫(yī)學(xué)、屬性（attribution）、毒力測(cè)定，以及基于其上的治療學(xué)和診斷學(xué)發(fā)展。在一些實(shí)施方案中，本文提供表征樣品中的微生物(例如，細(xì)菌、病毒等)的方法，包括：(a)測(cè)序來(lái)自所述微生物的核酸，其中所述測(cè)序結(jié)果為所述微生物的表觀基因組標(biāo)記；(b)將表觀基因組標(biāo)記與參考比較；和(c)基于所述微生物表觀基因組標(biāo)記和參考之間的相似性和/或差別鑒定所述微生物的特征。在一些實(shí)施方案中，參考關(guān)聯(lián)至少一個(gè)微生物特征與表觀基因組微生物參考標(biāo)記。在一些實(shí)施方案中，參考關(guān)聯(lián)至少一個(gè)微生物特征(例如，細(xì)菌特征、病毒特征等)與亞基因組微生物參考標(biāo)記。在一些實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)微生物特征選自物種、菌株、亞株、血清型、毒力水平、致病性、起源、已知的地理范圍、抗生素抗性或敏感性和培養(yǎng)條件。在一些實(shí)施方案中，表觀基因組標(biāo)記為表觀基因組序列。在一些實(shí)施方案中，參考為微生物(例如，細(xì)菌、病毒等)的表觀遺傳標(biāo)記的數(shù)據(jù)庫(kù)。在一些實(shí)施方案中，參考為表觀基因組微生物表觀遺傳標(biāo)記的數(shù)據(jù)庫(kù)。在一些實(shí)施方案中，參考為微生物表觀遺傳序列的數(shù)據(jù)庫(kù)。在一些實(shí)施方案中，參考為微生物表觀基因組序列的數(shù)據(jù)庫(kù)。在一些實(shí)施方案中，將表觀基因組標(biāo)記與參考比較包括針對(duì)表觀基因組標(biāo)記匹配查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)。在一些實(shí)施方案中，將表觀基因組標(biāo)記與參考比較包括針對(duì)亞基因組表觀遺傳標(biāo)記匹配查詢(xún)參考。在一些實(shí)施方案中，測(cè)序通過(guò)非擴(kuò)增測(cè)序技術(shù)進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，測(cè)序通過(guò)單分子測(cè)序技術(shù)進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，測(cè)序通過(guò)大規(guī)模并行測(cè)序技術(shù)進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，方法包括發(fā)送所述微生物的表觀基因組標(biāo)記至待表征的第三方；和接收鑒定所述微生物的特征的報(bào)告。在一些實(shí)施方案中，電子地進(jìn)行發(fā)送和接收。在一些實(shí)施方案中，本文提供表征微生物生物劑(例如，病毒、細(xì)菌等)的方法，包括：(a)暴露(i)來(lái)自生物劑的單核酸分子和(ii)測(cè)序試劑于允許測(cè)定單核酸分子的表觀遺傳序列的條件；(b)將單核酸分子的表觀遺傳序列或其代表與參考比較；和(c)基于單核酸分子的表觀遺傳序列或其代表與參考之間的相似性鑒定微生物的特征。在一些實(shí)施方案中，單核酸分子為來(lái)自微生物的全基因組核酸的片段。在一些實(shí)施方案中，方法進(jìn)一步包括片段化來(lái)自微生物的全基因組核酸。在一些實(shí)施方案中，方法(或其步驟)對(duì)多個(gè)單核酸分子并行進(jìn)行，所述多個(gè)單核酸分子為來(lái)自微生物的全基因組核酸的片段。在一些實(shí)施方案中，將多個(gè)單核酸分子中每一的表觀遺傳序列或其代表與參考進(jìn)行比較。在一些實(shí)施方案中，方法包括基于多個(gè)單核酸分子中任一的表觀遺傳序列或其代表與參考之間的相似性鑒定細(xì)菌的特征。在一些實(shí)施方案中，多個(gè)單核酸分子共同包括來(lái)自微生物的整個(gè)全基因組核酸。在一些實(shí)施方案中，方法包括從多個(gè)單核酸分子的表觀遺傳序列產(chǎn)生表觀基因組序列或表觀基因組標(biāo)記，所述多個(gè)單核酸分子為細(xì)菌的全基因組核酸的片段。在一些實(shí)施方案中，方法包括將表觀基因組序列或表觀基因組標(biāo)記與參考比較。在一些實(shí)施方案中，方法包括基于表觀基因組序列或表觀基因組標(biāo)記與參考之間的相似性鑒定微生物的特征。在一些實(shí)施方案中，參考為多個(gè)不同微生物的表觀遺傳數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。在一些實(shí)施方案中，參考為微生物表觀遺傳序列、表觀遺傳標(biāo)記或其其它代表的數(shù)據(jù)庫(kù)。在一些實(shí)施方案中，參考為微生物表觀基因組序列、表觀基因組標(biāo)記或其其它代表的數(shù)據(jù)庫(kù)。在一些實(shí)施方案中，多個(gè)不同細(xì)菌為：不同物種、不同血清型、不同菌株、不同亞株和/或在不同條件下生長(zhǎng)。在一些實(shí)施方案中，數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一表觀遺傳數(shù)據(jù)條目關(guān)聯(lián)或索引到各自的細(xì)菌特征。在一些實(shí)施方案中，本文提供響應(yīng)微生物威脅的方法，包括：(a)獲得(或接收)樣品，所述樣品包含：(i)作為微生物威脅源的微生物(例如，細(xì)菌、病毒等)，或(ii)來(lái)自作為微生物威脅源的微生物的基因組核酸；(b)測(cè)定作為微生物威脅源的微生物的表觀基因組序列、表觀基因組標(biāo)記或其其它代表；(c)將表觀基因組序列、表觀基因組標(biāo)記或其其它代表與微生物表觀基因組序列、表觀基因組標(biāo)記或其其它代表的數(shù)據(jù)庫(kù)比較，其中微生物表觀基因組序列、表觀基因組標(biāo)記或其其它代表索引到各自的微生物的特征；和(d)基于(i)作為微生物威脅源的微生物的表觀基因組序列、表觀基因組標(biāo)記或其其它代表與(ii)一個(gè)或多個(gè)微生物表觀基因組序列、表觀基因組標(biāo)記或其其它代表的數(shù)據(jù)庫(kù)之間的相似性或同一性，鑒定作為微生物威脅源的微生物的至少一個(gè)微生物特征；和(e)響應(yīng)微生物威脅。在一些實(shí)施方案中，至少一個(gè)微生物特征選自物種、菌株、亞株、血清型、毒力水平、致病性、起源、已知的地理范圍、抗生素抗性或敏感性和培養(yǎng)條件。在一些實(shí)施方案中，微生物威脅為個(gè)體受試者的微生物感染、橫跨群體的微生物感染或微生物感染的爆發(fā)或者實(shí)際的或潛在的生物恐怖主義。在一些實(shí)施方案中，響應(yīng)微生物威脅包括基于一個(gè)或多個(gè)的至少一個(gè)微生物特征，用適當(dāng)?shù)寞煼ㄖ委焸€(gè)體受試者，用適當(dāng)?shù)寞煼ㄖ委煾腥镜氖茉囌?，隔離感染的受試者。在一些實(shí)施方案中，響應(yīng)細(xì)菌威脅包括向公共衛(wèi)生官員發(fā)出警報(bào)，鑒定感染具有一個(gè)或多個(gè)的至少一個(gè)微生物特征的微生物受試者，向公共衛(wèi)生官員發(fā)出警報(bào)，鑒定感染具有一個(gè)或多個(gè)的至少一個(gè)微生物特征的微生物群體，或向公共衛(wèi)生官員、政府官員、警察或軍隊(duì)發(fā)出報(bào)告，鑒定具有一個(gè)或多個(gè)的至少一個(gè)微生物特征的微生物威脅。在一些實(shí)施方案中，本文提供計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或包含數(shù)據(jù)庫(kù)的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器組件，其中所述數(shù)據(jù)庫(kù)包含至少兩個(gè)表觀基因組序列或標(biāo)記，其中所述至少兩個(gè)微生物表觀基因組序列或標(biāo)記各自關(guān)聯(lián)或索引到一個(gè)或多個(gè)微生物特征。在一些實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)微生物特征選自物種、菌株、亞株、血清型、毒力水平、致病性、起源、已知的地理范圍、抗生素抗性或敏感性和培養(yǎng)條件。在一些實(shí)施方案中，每一微生物的特征關(guān)聯(lián)或索引到微生物表觀基因組序列或標(biāo)記內(nèi)的亞基因組序列或標(biāo)記。在一些實(shí)施方案中，處理器配置為查詢(xún)、創(chuàng)建、組織等。進(jìn)一步提供數(shù)據(jù)庫(kù)。在一些實(shí)施方案中，提供表征樣品中的細(xì)菌的方法，包括用微生物表觀基因組序列或微生物的標(biāo)記查詢(xún)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器組件上的數(shù)據(jù)庫(kù)，其中微生物的微生物表觀基因組序列或標(biāo)記與數(shù)據(jù)庫(kù)中微生物表觀基因組序列或標(biāo)記之間的匹配鑒定樣品中微生物的一個(gè)或多個(gè)微生物特征。在一些實(shí)施方案中，方法包括用微生物的微生物表觀基因組序列或標(biāo)記查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)，其中一部分微生物的細(xì)菌表觀基因組序列或標(biāo)記與數(shù)據(jù)庫(kù)中亞基因組微生物表觀遺傳序列或標(biāo)記之間的匹配鑒定樣品中微生物的一個(gè)或多個(gè)微生物特征。在一些實(shí)施方案中，本文提供系統(tǒng)，其包括：(a)配置為進(jìn)行能夠檢測(cè)多個(gè)核酸分子的表觀遺傳序列的大規(guī)模并行、單分子測(cè)序反應(yīng)的測(cè)序模塊；和(b)包含多個(gè)微生物的微生物表觀基因組序列或標(biāo)記的數(shù)據(jù)庫(kù)，其中每一微生物表觀基因組序列或標(biāo)記關(guān)聯(lián)或索引到一個(gè)或多個(gè)微生物特征。在一些實(shí)施方案中，測(cè)序模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)處于相同的物理位置。在一些實(shí)施方案中，測(cè)序模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)處于相同的物理位置，但是電子地連接以致于數(shù)據(jù)可在測(cè)序模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)之間發(fā)送或接收。在一些實(shí)施方案中，上述闡述的任何系統(tǒng)和方法用于任何合適的微生物，包括但不限于細(xì)菌和病毒。本文所述的指向具體微生物或微生物群(例如，細(xì)菌、病毒等)的實(shí)施方案可用于其它微生物而不在這樣的實(shí)施方案中特別提出。在一些實(shí)施方案中，本文針對(duì)具體微生物群(例如，細(xì)菌)所述的數(shù)據(jù)庫(kù)、標(biāo)記、序列等在應(yīng)用于其它微生物群(例如，病毒)時(shí)也可使用。定義如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“微生物(microorganism)”和“微生物(microbe)”同義地指任何顯微鏡可見(jiàn)的細(xì)菌、病毒、真菌、寄生蟲(chóng)、分枝桿菌屬等。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“基因序列”指全部(“全基因序列”)或部分(“部分基因序列”)核酸(例如，dna、rna)的堿基同一性(即，腺嘌呤(a)、胸腺嘧啶(t)、鳥(niǎo)嘌呤(g)和胞嘧啶(c))的連續(xù)列表。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“基因組”指物種、菌株、亞株或生物體的完整基因物質(zhì)，包括基因和非編碼區(qū)域。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“基因組序列”指物種、菌株、亞株或生物體的基因組的堿基同一性(即，腺嘌呤(a)、胸腺嘧啶(t)、鳥(niǎo)嘌呤(g)和胞嘧啶(c))的列表(例如，連續(xù)的)。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“基因組測(cè)序”指測(cè)定物種、菌株、亞株或生物體的完整基因組序列或基本完整的基因組序列(例如，>90%、>91%、>93%、>94%、>95%、>96%、>97%、>98%、>99%)的單一的過(guò)程。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“表觀遺傳序列”指全部或部分(“部分表觀遺傳序列”)核酸(例如，dna、rna)的堿基同一性(即，腺嘌呤(a)、胸腺嘧啶(t)、鳥(niǎo)嘌呤(g)和胞嘧啶(c))的連續(xù)列表，以及甲基化位點(diǎn)(例如，6-甲基腺嘌呤(6-ma)、4-甲基胞嘧啶(4-mc)和5-甲基胞嘧啶(5-mc)等)、硫代磷酸化位點(diǎn)(例如，sulfurreplacingthenon-bridgingoxygen(硫置換非橋接氧)；wang等人pnas(2011)vol.108,pp.2963–2968，通過(guò)引用以其整體結(jié)合到本文中)或其它修飾的堿基的位置和同一性。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“表觀基因組”和“表觀基因組標(biāo)記”指物種、菌株、亞株或生物體的基因組內(nèi)甲基化位點(diǎn)(例如，6-甲基腺嘌呤(6-ma)、4-甲基胞嘧啶(4-mc)和5-甲基胞嘧啶(5-mc)等)、硫代磷酸化位點(diǎn)和/或其它修飾位點(diǎn)的位置和同一性。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“表觀基因組序列”指物種、菌株、亞株或生物體的基因組內(nèi)的堿基同一性的列表(例如，連續(xù)的)(即，腺嘌呤(a)、胸腺嘧啶(t)、鳥(niǎo)嘌呤(g)和胞嘧啶(c))以及甲基化位點(diǎn)(例如，6-甲基腺嘌呤(6-ma)、4-甲基胞嘧啶(4-mc)和5-甲基胞嘧啶(5-mc)等)的位置和同一性。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“表觀基因組測(cè)序”指測(cè)定物種、菌株、亞株或生物體的完整表觀基因組序列或基本完整的表觀基因組序列(例如，>90%、>91%、>93%、>94%、>95%、>96%、>97%、>98%、>99%)的單一過(guò)程。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“部分核苷酸測(cè)序”指測(cè)定所有或部分核酸靶序列的堿基子集的位置。例如，“部分核苷酸測(cè)序”可包括測(cè)定靶核酸或其子序列內(nèi)腺嘌呤(a)、胸腺嘧啶(t)、鳥(niǎo)嘌呤(g)、胞嘧啶(c)、6-甲基腺嘌呤(6-ma)、4-甲基胞嘧啶(4-mc)、5-甲基胞嘧啶(5-mc)或其組合(例如，僅甲基修飾的堿基)的位置。在一些實(shí)施方案中，本文所述的實(shí)施方案中進(jìn)行的測(cè)序步驟為“部分核苷酸測(cè)序”步驟。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“擴(kuò)增(amplifying)”或“擴(kuò)增(amplification)”在核酸的語(yǔ)境中指多核苷酸或多核苷酸的一部分的多個(gè)拷貝的產(chǎn)生，通常從小量的多核苷酸(例如，單個(gè)多核苷酸分子)開(kāi)始，其中擴(kuò)增產(chǎn)物或擴(kuò)增子一般為可檢測(cè)的。多核苷酸的擴(kuò)增包括多個(gè)化學(xué)和酶過(guò)程。在聚合酶鏈反應(yīng)(pcr)或連接酶鏈反應(yīng)(lcr)期間從靶或模板dna分子的一個(gè)或少數(shù)拷貝產(chǎn)生多個(gè)dna拷貝為擴(kuò)增的形式。擴(kuò)增并不限于起始分子的嚴(yán)格復(fù)制。例如，使用反轉(zhuǎn)錄(rt)-pcr從樣品中有限量的rna產(chǎn)生多個(gè)cdna分子為擴(kuò)增的一種形式。此外，在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中從單個(gè)dna分子產(chǎn)生多個(gè)rna分子也是擴(kuò)增的一種形式。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“引物”指當(dāng)放置在誘導(dǎo)與核酸鏈互補(bǔ)的引物延伸產(chǎn)物合成的條件下時(shí)(例如，在核苷酸和誘導(dǎo)劑例如生物催化劑(例如dna聚合酶等)的存在下以及在合適的溫度和ph下)能夠充當(dāng)合成起始點(diǎn)的寡核苷酸，無(wú)論是在純化的限制酶消化產(chǎn)物中天然存在的還是合成產(chǎn)生的。為了在擴(kuò)增中達(dá)到最大效率，所述引物通常為單鏈的，但可備選地為雙鏈的。若為雙鏈，首先處理引物以分開(kāi)其兩條鏈，然后用于制備延伸產(chǎn)物。在一些實(shí)施方案中，所述引物為寡脫氧核糖核苷酸。引物足夠長(zhǎng)以便在誘導(dǎo)劑存在下引發(fā)延伸產(chǎn)物合成。引物的確切長(zhǎng)度將取決于多個(gè)因素，包括溫度、引物源和所使用的方法。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“無(wú)擴(kuò)增測(cè)序”和“非擴(kuò)增測(cè)序”指用于在測(cè)序期間或之前不擴(kuò)增核酸靶測(cè)定核酸靶的基因序列或表觀遺傳序列的技術(shù)。多種不需要擴(kuò)增的下一代測(cè)序技術(shù)是可用的。通常，這些技術(shù)也可視為“單分子測(cè)序”技術(shù)，因?yàn)闇y(cè)序讀出獲自單分子靶核酸。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“樣品”指能夠通過(guò)本文所提供的方法分析的疑似包含靶核酸序列的任何東西。樣品可為復(fù)合樣品或混合樣品，其包含含有多個(gè)不同核酸序列的核酸。樣品可包括來(lái)自超過(guò)一種源(例如不同物種、不同亞種等)、受試者和/或個(gè)體的核酸。在一些實(shí)施方案中，本文提供的方法包括純化樣品或從樣品純化核酸。在一些實(shí)施方案中，樣品包括純化的核酸。在一些實(shí)施方案中，樣品衍生自生物、臨床、環(huán)境、研究、法醫(yī)或其它源。詳述本文提供用于測(cè)定微生物表觀遺傳序列和標(biāo)記的系統(tǒng)和方法、基于其上的表征微生物的方法和其使用方法。雖然本文所述的一些實(shí)施方案討論用于細(xì)菌的組合物、方法、系統(tǒng)等，這些實(shí)施方案也可應(yīng)用于其它合適的微生物(例如，病毒)。本文提供用于測(cè)定細(xì)菌的表觀基因組dna標(biāo)記的組合物和方法，例如，以測(cè)定歸因的生物法醫(yī)標(biāo)記、測(cè)定毒力、發(fā)展治療學(xué)/診斷學(xué)等。關(guān)于細(xì)菌的關(guān)鍵信息(例如，在生物威脅爆發(fā)中涉及的那些)包含于表觀基因組水平，其包括細(xì)菌的生長(zhǎng)狀態(tài)、用于培養(yǎng)的最佳培養(yǎng)基、毒力、源、表觀遺傳工程事件的水平等。本文提供用于通過(guò)獲得細(xì)菌劑的表觀遺傳標(biāo)記(例如，完整表觀基因組標(biāo)記或部分表觀基因組標(biāo)記(例如，隨機(jī)部分、靶部分))或表觀遺傳序列(例如，完整表觀基因組或部分表觀基因組(例如，隨機(jī)部分、靶部分))表征(例如，屬性、毒力測(cè)定、生長(zhǎng)條件等)細(xì)菌劑的方法和系統(tǒng)。本文所述的方法和系統(tǒng)提供測(cè)定來(lái)自細(xì)菌樣品、細(xì)菌群、細(xì)菌核酸等的表觀遺傳數(shù)據(jù)，和將某些特征歸因于基于其上的樣品。在一些實(shí)施方案中，方法包括和/或系統(tǒng)進(jìn)行一或多步，例如：樣品采集/提取步驟、細(xì)菌培養(yǎng)步驟、核酸分離/純化步驟、核酸擴(kuò)增步驟、測(cè)序(例如，表觀基因組測(cè)序)步驟、序列組織步驟(例如，鑒定表觀遺傳標(biāo)記)、比較步驟、數(shù)據(jù)庫(kù)步驟、表征步驟(例如，將特征分配至樣品)、報(bào)告步驟等。在一些實(shí)施方案中，本文所述的方法、組合物、系統(tǒng)和裝置利用包含或疑似包含核酸序列(例如，細(xì)菌序列、未知序列、靶序列等)的樣品。樣品可衍生自任何合適的源，和為了與任何領(lǐng)域相關(guān)的目的，包括但不限于診斷學(xué)、研究、法醫(yī)學(xué)、流行病學(xué)、病理學(xué)、考古學(xué)等。樣品在起源方面可為生物的、環(huán)境的、法醫(yī)的、獸醫(yī)的、臨床的等。樣品可為未加工的生物或環(huán)境材料、處理的材料、細(xì)菌培養(yǎng)物、部分或完全純化的分離核酸、擴(kuò)增的核酸等。在一些實(shí)施方案中，樣品為固定的樣品(例如，化學(xué)固定的、石蠟包埋的等)。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，樣品包含一種或多種細(xì)菌或衍生自細(xì)菌(例如，傳染性的細(xì)菌)的核酸。樣品可包括，例如，全生物體、器官、組織、細(xì)胞(例如，細(xì)菌的)、細(xì)胞器(例如，葉綠體、線粒體)、細(xì)胞裂解物等。樣品可包含來(lái)自一個(gè)或多個(gè)源的多個(gè)不同的核酸序列(例如未知核酸、靶核酸、模板核酸、非-靶核酸、污染核酸等)。生物試樣可，例如，包括全血、淋巴液、血清、血漿、汗液、淚液、唾液、痰、腦脊液(csf)、羊水、精液、陰道分泌物、漿液、滑液、心包液、腹膜液、胸膜液、滲出液、分泌液、囊液、膽汁、尿、胃液、腸液、糞便樣品以及拭子或洗滌物(例如，口腔的、鼻咽的、眼睛的、直腸的、腸的、陰道的、表皮的等)和/或其它生物試樣。環(huán)境樣品可包括，表面刷(surfaceswipes)、水樣品、空氣樣品、土壤樣品等。在一些實(shí)施方案中，樣品為混合樣品(例如包含來(lái)自?xún)煞N或多種生物體或細(xì)菌群的核酸)。在一些實(shí)施方案中，通過(guò)本文方法分析的樣品包含或可包含多個(gè)不同的核酸序列(例如，基因序列和/或表觀遺傳序列)。在一些實(shí)施方案中，樣品(例如混合樣品)包含含有在具體應(yīng)用中感興趣的靶序列或未知序列的一個(gè)或多個(gè)核酸分子(例如1、10、102、103、104、105、106、107等)。在一些實(shí)施方案中，樣品包含零個(gè)在具體應(yīng)用中含有感興趣的靶序列或未知序列的核酸分子。在一些實(shí)施方案中，樣品包含具有多個(gè)不同序列(例如，基因序列和/或表觀遺傳序列)的核酸分子，其均包含感興趣的靶序列或未知序列。在一些實(shí)施方案中，樣品包含在具體應(yīng)用中不含感興趣的靶序列或未知序列的一個(gè)或多個(gè)核酸分子(例如1、10、102、103、104、105、106、107等)。在一些實(shí)施方案中，細(xì)菌從樣品中分離和/或純化。在一些實(shí)施方案中，分離的細(xì)菌不培養(yǎng)或擴(kuò)大分離的群分析。在一些實(shí)施方案中，來(lái)自樣品的細(xì)菌在表觀遺傳分析之前培養(yǎng)。在一些實(shí)施方案中，培養(yǎng)條件基于細(xì)菌的類(lèi)型和/或期需分析選擇。在一些實(shí)施方案中，細(xì)菌在多個(gè)不同條件集合(例如，壓力條件、富含條件、補(bǔ)充條件(例如，血清補(bǔ)充的)等)下培養(yǎng)，并且比較不同條件下細(xì)菌的表觀遺傳標(biāo)記。本文所述的系統(tǒng)和方法用于分析和表征任何合適的細(xì)菌樣品。例如，樣品可包括一種或多種類(lèi)型的選自列表的細(xì)菌，列表包括但不限于：綠膿假單胞菌(pseudomonasaeruginosa)、熒光假單胞菌(pseudomonasfluorescens)、食酸假單胞菌(pseudomonasacidovorans)、產(chǎn)堿假單胞菌(pseudomonasalcaligenes)、惡臭假單胞菌(pseudomonasputida)、嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌(stenotrophomonasmaltophilia)、洋蔥伯克霍爾德菌群(burkholderiacepaciagroup)、嗜水氣單胞菌(aeromonashydrophilia)、大腸桿菌(escherichiacoli)、弗氏檸檬酸桿菌(citrobactefreundii)、鼠傷寒沙門(mén)氏菌(salmonellatyphimurium)、傷寒沙門(mén)氏菌(salmonellatyphi)、副傷寒沙門(mén)氏菌(salmonellaparatyphi)、腸炎沙門(mén)氏菌(salmonellaenteritidis)、痢疾志賀氏菌(shigelladysenderiae)、福氏志賀氏菌(shigellaflexneri)、索氏志賀氏菌(shigellasonnei)、陰溝腸桿菌(enterobactercloacae)、產(chǎn)氣腸桿菌(enterobacteraerogenes)、肺炎克雷伯氏菌(klebsiellapneumoniae)、產(chǎn)酸克雷伯氏菌(klebsiellaoxytoca)、粘質(zhì)沙雷氏菌(serratiamarcescens)、土拉熱弗朗西絲氏菌(francisellatularensis)、摩氏摩根菌(morganellamorganii)、奇異變形桿菌(proteusmirabilis)、普通變形桿菌(proteusvulgaris)、產(chǎn)堿普羅威登斯菌(providenciaalcalifaciens)、雷氏普羅威登斯菌(providenciarettgeri)、斯氏普羅威登斯菌(providenciastuartii)、鮑氏不動(dòng)桿菌(acinetobacterbaumannii)、醋酸鈣不動(dòng)桿菌(acinetobactercalcoaceticus)、溶血不動(dòng)桿菌(acinetobacterhaemolyticus)、acinetobacteranitratis、小腸結(jié)腸炎耶爾森菌(yersiniaenterocolitica)、鼠疫耶爾森菌(yersiniapestis)、假結(jié)核耶爾森菌(yersiniapseudotuberculosis)、中間耶爾森菌(yersiniaintermedia)、百日咳博代氏菌(bordetellapertussis)、副百日咳博代氏菌(bordetellaparapertussis)、支氣管敗血性博代氏菌(bordetellabronchiseptica)、流感嗜血桿菌(haemophilusinfluenzae)、副流感嗜血桿菌(haemophilusparainfluenzae)、溶血嗜血桿菌(haemophilushaemolyticus)、副溶血嗜血桿菌(haemophilusparahaemolyticus)、杜克雷嗜血桿菌(haemophilusducreyi)、多殺巴斯德菌(pasteurellamultocida)、溶血巴斯德菌(pasteurellahaemolytica)、粘膜炎布蘭漢球菌(branhamellacatarrhalis)、幽門(mén)螺旋桿菌(helicobacterpylori)、胎兒彎曲桿菌(campylobacterfetus)、空腸彎曲桿菌(campylobacterjejuni)、大腸彎曲桿菌(campylobactercoli)、伯氏疏螺旋體(borreliaburgdorferi)、霍亂弧菌(vibriocholerae)、副溶血性弧菌(vibrioparahaemolyticus)、嗜肺軍團(tuán)菌(legionellapneumophila)、單核細(xì)胞增多性李斯特氏菌(listeriamonocytogenes)、淋病奈瑟氏菌(neisseriagonorrhoeae)、腦膜炎奈瑟氏菌(neisseriameningitidis)、金氏菌屬(kingella)、莫拉克斯氏菌屬(moraxella)、陰道加德菌(gardnerellavaginalis)、脆弱擬桿菌(bacteroidesfragilis)、吉氏擬桿菌(bacteroidesdistasonis)、擬桿菌(bacteroides)3452a同源群、普通擬桿菌(bacteroidesvulgatus)、卵形擬桿菌(bacteroidesovalus)、多形擬桿菌(bacteroidesthetaiotaomicron)、單形擬桿菌(bacteroidesuniformis)、埃氏擬桿菌(bacteroideseggerthii)、內(nèi)臟擬桿菌(bacteroidessplanchnicus)、艱難梭狀芽胞桿菌(clostridiumdifficile)、結(jié)核分支桿菌(mycobacteriumtuberculosis)、鳥(niǎo)型結(jié)核分支桿菌(mycobacteriumavium)、胞內(nèi)分枝桿菌(mycobacteriumintracellulare)、麻風(fēng)分枝桿菌(mycobacteriumleprae)、白喉棒狀桿菌(corynebacteriumdiphtheriae)、潰瘍棒狀桿菌(corynebacteriumulcerans)、肺炎鏈球菌(streptococcuspneumoniae)、無(wú)乳鏈球菌(streptococcusagalactiae)、釀膿鏈球菌(streptococcuspyogenes)、糞腸球菌(enterococcusfaecalis)、屎腸球菌(enterococcusfaecium)、金黃色釀膿葡萄球菌(staphylococcusaureus)、表皮葡萄球菌(staphylococcusepidermidis)、腐生葡萄球菌(staphylococcussaprophyticus)、中間葡萄球菌(staphylococcusintermedius)、豬葡萄球菌豬亞種(staphylococcushyicussubsp.hyicus)、溶血性葡萄球菌(staphylococcushaemolyticus)、人葡萄球菌(staphylococcushominis)或解糖葡萄球菌(staphylococcussaccharolyticus)。在某些實(shí)施方案中，樣品并不包含細(xì)菌，而是包含，細(xì)菌核酸(例如，完整的基因組的細(xì)菌核酸)，例如，來(lái)自上述細(xì)菌物種之一。在一些實(shí)施方案中，核酸在表觀遺傳分析之前從樣品提取、分離和/或純化。各種細(xì)菌dna提取技術(shù)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。在一些實(shí)施方案中，方法和系統(tǒng)提供從原始樣品(例如，生物液體、具有環(huán)境污染物的樣品、全細(xì)菌、細(xì)菌裂解物等)在不處理或有限處理下的核酸分析(例如，表觀遺傳測(cè)序)。在一些實(shí)施方案中，來(lái)自樣品的所有或部分核酸直接測(cè)序(例如，表觀遺傳測(cè)序)，無(wú)一次或多次擴(kuò)增和/或反轉(zhuǎn)錄。因?yàn)閐na的表觀遺傳改變(例如，甲基化，硫代磷酸化等)通常通過(guò)擴(kuò)增丟失，所以利用保持和檢測(cè)核酸的表觀遺傳標(biāo)記的核酸分析技術(shù)。在其它實(shí)施方案中，來(lái)自樣品的所有或部分核酸在分析(例如，用于基因測(cè)序(例如，非表觀遺傳測(cè)序)、用于與非擴(kuò)增的核酸比較、用于其它分析等)之前或之后擴(kuò)增和/或反轉(zhuǎn)錄。核酸擴(kuò)增技術(shù)的說(shuō)明性非-限制實(shí)例包括，但不限于，聚合酶鏈反應(yīng)(pcr)、反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(rt-pcr)、轉(zhuǎn)錄-介導(dǎo)的擴(kuò)增(tma)、連接酶鏈反應(yīng)(lcr)、鏈置換擴(kuò)增(sda)和基于核酸序列的擴(kuò)增(nasba)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到某些擴(kuò)增技術(shù)(例如，pcr)需要在擴(kuò)增前將rna反轉(zhuǎn)錄為dna(例如，rt-pcr)，而其它擴(kuò)增技術(shù)直接擴(kuò)增rna(例如，tma和nasba)。本文所述方法或測(cè)定中使用的擴(kuò)增可以整體和/或部分體積(例如逐滴)進(jìn)行。而且，擴(kuò)增反應(yīng)可使用熱循環(huán)(例如，pcr、rt-pcr、lcr等)和/或等溫(例如，分支-探針dna測(cè)定、串聯(lián)-rca、解旋酶依賴(lài)的擴(kuò)增、環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增(lamp)、基于核酸的擴(kuò)增(nasba)、切口酶擴(kuò)增反應(yīng)(near)、pan-ac、q-β復(fù)制酶擴(kuò)增、滾環(huán)復(fù)制(rca)、自維持序列復(fù)制、鏈置換擴(kuò)增等)進(jìn)行。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，通常稱(chēng)為pcr，使用多個(gè)循環(huán)的變性、引物對(duì)與相反鏈的退火和引物延伸指數(shù)增加靶核酸序列的拷貝數(shù)。在稱(chēng)為rt-pcr的變更中，使用反轉(zhuǎn)錄酶(rt)從mrna制備互補(bǔ)dna(cdna)，然后通過(guò)pcr擴(kuò)增cdna產(chǎn)生dna的多個(gè)拷貝?？捎糜诒疚乃龅膶?shí)施方案中的其它擴(kuò)增/轉(zhuǎn)錄技術(shù)，單獨(dú)或組合，在下面討論。轉(zhuǎn)錄介導(dǎo)的擴(kuò)增，通常稱(chēng)為tma，在基本上恒定的其中靶序列的多個(gè)rna拷貝自動(dòng)催化產(chǎn)生額外拷貝的溫度、離子強(qiáng)度和ph的條件下自動(dòng)催化合成靶核酸序列的多個(gè)拷貝。在一個(gè)變更中，tma任選結(jié)合阻斷部分、終止部分和其它改善tma方法靈敏度和準(zhǔn)確度的修飾部分的使用。連接酶反應(yīng)，通常稱(chēng)為lcr，使用與靶核酸的相鄰區(qū)域雜交的兩組互補(bǔ)dna寡核苷酸。所述dna寡核苷酸在熱變性、雜交和連接的重復(fù)循環(huán)中通過(guò)dna連接酶共價(jià)連接產(chǎn)生可檢測(cè)的雙鏈的連接寡核苷酸產(chǎn)物。鏈置換擴(kuò)增，通常稱(chēng)為sda，使用退火引物對(duì)序列與靶序列的相反鏈、引物在dntpas存在下延伸以產(chǎn)生雙螺旋半硫代磷酸化引物延伸產(chǎn)物、內(nèi)切核酸酶介導(dǎo)的半修飾限制性?xún)?nèi)切核酸酶識(shí)別位點(diǎn)的切口產(chǎn)生以及聚合酶-介導(dǎo)的引物從切口3'末端延伸以置換現(xiàn)有鏈并產(chǎn)生用于下一輪引物退火、切口和鏈置換的鏈的循環(huán)，導(dǎo)致產(chǎn)物的幾何擴(kuò)增。嗜熱sda(tsda)在基本上相同的方法中以較高的溫度使用嗜熱內(nèi)切核酸酶和聚合酶。其它擴(kuò)增方法包括，例如：基于核酸序列的擴(kuò)增(美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5,130,238，通過(guò)引用以其整體結(jié)合到本文中)，通常稱(chēng)為nasba；使用rna復(fù)制酶擴(kuò)增探針?lè)肿颖旧淼姆椒?lizardi等,biotechnol.6:1197(1988),通過(guò)引用以其整體結(jié)合到本文中)，通常稱(chēng)為qβ復(fù)制酶；基于轉(zhuǎn)錄的擴(kuò)增方法(kwoh等,proc.natl.acad.sci.usa86:1173(1989))；和，自我-持續(xù)序列復(fù)制(guatelli等,proc.natl.acad.sci.usa87:1874(1990),其每一通過(guò)引用以其整體結(jié)合到本文中)。在一些實(shí)施方案中，本文提供可用于檢測(cè)核酸樣品(例如，來(lái)自細(xì)菌)的核苷酸序列(例如，a、c、g、t)和表觀遺傳修飾(例如，6-ma、4-mc、5-mc、硫代磷酸化等)二者的系統(tǒng)和方法。例如，序列模板內(nèi)的核苷酸在核酸測(cè)序反應(yīng)期間通過(guò)使用單分子核酸分析檢測(cè)，以致于所得序列讀出包含基因和表觀遺傳序列數(shù)據(jù)二者。表觀遺傳數(shù)據(jù)不僅表明修飾(例如，甲基化的堿基、硫代磷酸化等)的位置，也表明堿基修飾的類(lèi)型。在一些實(shí)施方案中，表觀遺傳數(shù)據(jù)使用技術(shù)(例如，單分子擴(kuò)增技術(shù))獲得，其不需要與非修飾的序列比較，例如，像在常規(guī)的亞硫酸鹽測(cè)序中。在其它實(shí)施方案中，利用甲基化核苷酸修飾的技術(shù)用于獲得表觀遺傳數(shù)據(jù)(例如，亞硫酸鹽修飾在美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,017,704中描述，其全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合到本文中)。在一些實(shí)施方案中，來(lái)自單分子的單一讀出、來(lái)自單分子的多個(gè)讀出或來(lái)自多個(gè)單分子的單一讀出足以提供來(lái)自核酸和/或細(xì)菌樣品的基因和表觀遺傳數(shù)據(jù)二者。在一些實(shí)施方案中，表觀遺傳數(shù)據(jù)在整個(gè)細(xì)菌基因組(例如，表觀基因組數(shù)據(jù))上收集。核酸分子可通過(guò)任何數(shù)目的技術(shù)分析以測(cè)定基因和/或表觀遺傳序列。分析可鑒定所有或部分核酸的序列(例如，基因或表觀遺傳的)。在一些實(shí)施方案中，分析一般測(cè)定樣品生物體或物種、菌株或亞株的基因組和/或表觀基因組序列。任何能夠測(cè)定核酸的基因序列和/或修飾(例如，甲基化、硫代磷酸化等)狀態(tài)的技術(shù)均可用于本文的實(shí)施方案。就不能測(cè)定核酸的表觀遺傳狀態(tài)的測(cè)序技術(shù)在本文中描述來(lái)說(shuō)，這些技術(shù)在本文所述實(shí)施方案中的應(yīng)用限于其中僅待獲得基因數(shù)據(jù)而非表觀遺傳數(shù)據(jù)的應(yīng)用。核酸測(cè)序技術(shù)的說(shuō)明性的非-限制實(shí)例包括，但不限于，鏈終止劑(sanger)測(cè)序和染料終止劑測(cè)序，以及“下一代”測(cè)序技術(shù)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到由于rna在細(xì)胞中不太穩(wěn)定并且實(shí)驗(yàn)中更易被核酸酶攻擊因此測(cè)序前通常（盡管不必須）將rna反轉(zhuǎn)錄為dna。本領(lǐng)域已知多種dna測(cè)序技術(shù)，包括基于熒光的測(cè)序方法學(xué)(參見(jiàn)，例如，birren等,genomeanalysis:analyzingdna(基因組分析：分析dna),1,coldspringharbor,n.y.;通過(guò)引用以其整體結(jié)合到本文中)。在一些實(shí)施方案中，利用該領(lǐng)域所理解的自動(dòng)化測(cè)序技術(shù)。在一些實(shí)施方案中，系統(tǒng)、裝置和方法采用分段擴(kuò)增子的并行測(cè)序(kevinmckernan等人的pct出版號(hào)wo2006084132，通過(guò)引用以其整體結(jié)合到本文中)。在一些實(shí)施方案中，dna測(cè)序通過(guò)并行寡核苷酸延伸實(shí)現(xiàn)(參見(jiàn)，例如，macevicz等人的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5,750,341和macevicz等人的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,306,597，二者通過(guò)引用以其整體結(jié)合到本文中)。測(cè)序技術(shù)的額外實(shí)例包括churchpolony技術(shù)(mitra等人,2003,analyticalbiochemistry320,55-65;shendure等人,2005science309,1728-1732;美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,432,360,美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,485,944,美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,511,803;通過(guò)引用以其整體結(jié)合到本文中)、454picotiter焦磷酸測(cè)序技術(shù)(margulies等人,2005nature437,376-380;us20050130173;通過(guò)引用以其整體結(jié)合到本文中)、solexa單堿基添加技術(shù)(bennett等人,2005,pharmacogenomics,6,373-382;美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,787,308;美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,833,246;通過(guò)引用以其整體結(jié)合到本文中)、lynx大規(guī)模并行標(biāo)記測(cè)序技術(shù)(brenner等人(2000).nat.biotechnol.18:630-634;美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5,695,934;美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5,714,330;通過(guò)引用以其整體結(jié)合到本文中)和adessipcr集落技術(shù)(adessi等人(2000).nucleicacidres.28,e87;wo00018957;通過(guò)引用以其整體結(jié)合到本文中)。在一些實(shí)施方案中，利用鏈終止劑測(cè)序。鏈終止劑測(cè)序使用利用修飾的核苷酸底物的dna合成反應(yīng)的序列-特異終止。延伸通過(guò)使用短的放射性的或其它標(biāo)記的在該區(qū)域與模板互補(bǔ)的寡核苷酸引物在模板dna上的特定位點(diǎn)開(kāi)始。寡核苷酸引物使用dna聚合酶、標(biāo)準(zhǔn)的四種脫氧核苷酸堿基和低濃度的一種鏈終止核苷酸，通常二脫氧核苷酸延伸。反應(yīng)在四個(gè)單獨(dú)的管中重復(fù)，用每一堿基輪流作為二脫氧核苷酸。通過(guò)dna聚合酶有限的引入鏈終止核苷酸導(dǎo)致一系列相關(guān)的dna片段，其僅在使用特定二脫氧核苷酸的位置終止。對(duì)于每一反應(yīng)管，片段通過(guò)電泳在平板聚丙烯酰胺凝膠或填充粘性聚合物的毛細(xì)管中按大小分離。序列隨著從凝膠的頂部至底部掃描通過(guò)讀取哪一泳道產(chǎn)生來(lái)自標(biāo)記引物的可視化標(biāo)志測(cè)定。染料終止劑測(cè)序替代地標(biāo)記終止劑。完整的測(cè)序可在單一反應(yīng)中通過(guò)用單獨(dú)的熒光染料標(biāo)記每一二脫氧核苷酸鏈終止劑進(jìn)行，熒光染料在不同波長(zhǎng)處發(fā)熒光。稱(chēng)為“下一代測(cè)序”技術(shù)的方法的集合作為sanger和染料終止劑測(cè)序方法的替代涌現(xiàn)(voelkerding等人,clinicalchem.,55:641-658,2009;maclean等人,naturerev.microbiol.,7:287-296;每一通過(guò)引用以其整體結(jié)合到本文中)。下一代測(cè)序(ngs)方法共享大規(guī)模并行、高通量策略這一普遍特征，以比舊測(cè)序方法低成本為目標(biāo)。ngs方法可廣泛地分為需要模板擴(kuò)增的那些和不需要的那些。需要擴(kuò)增的方法包括作為454技術(shù)平臺(tái)(例如，gs20和gsflx)由roche商業(yè)化的焦磷酸測(cè)序、由illumina商業(yè)化的solexa平臺(tái)和由appliedbiosystems商業(yè)化的supportedoligonucleotideligationanddetection(solid)平臺(tái)。非擴(kuò)增方法，也稱(chēng)為單分子測(cè)序，通過(guò)由helicosbiosciences商業(yè)化的heliscope平臺(tái)、pacificbiosciences(pacbiorsii)以及分別由visigen、oxfordnanoporetechnologiesltd.商業(yè)化的其它平臺(tái)例示。在一些實(shí)施方案中，由于保持和測(cè)定核酸的表觀遺傳標(biāo)記的需要，不需要或利用核酸擴(kuò)增的測(cè)序技術(shù)特別優(yōu)選。pacificbiosciences開(kāi)發(fā)的一種實(shí)時(shí)單分子測(cè)序系統(tǒng)(voelkerding等人,clinicalchem.,55:641-658,2009;maclean等人,naturerev.microbiol.,7:287-296;美國(guó)專(zhuān)利號(hào)7,170,050;美國(guó)專(zhuān)利號(hào)7,302,146;美國(guó)專(zhuān)利號(hào)7,313,308;美國(guó)專(zhuān)利號(hào)7,476,503;其所有通過(guò)引用結(jié)合到本文中)利用直徑50-100nm并包含約20仄升(10x10-21l)的反應(yīng)體積的反應(yīng)孔。測(cè)序反應(yīng)使用固定化模板、修飾的phi29dna聚合酶和高局部濃度的熒光標(biāo)記dntps進(jìn)行。高部分濃度和連續(xù)反應(yīng)條件允許通過(guò)使用激光激發(fā)、光波導(dǎo)和ccd照相機(jī)檢測(cè)熒光信號(hào)（fluorsignal）實(shí)時(shí)捕獲摻入事件。在某些實(shí)施方案中，利用pacificbiosciences開(kāi)發(fā)的使用零模式波導(dǎo)(zmw)的單分子實(shí)時(shí)(smrt)dna測(cè)序方法，或相似的方法。用該技術(shù)，dna測(cè)序在smrt芯片上進(jìn)行，每個(gè)芯片包含數(shù)千個(gè)零模式波導(dǎo)(zmws)。zmw為直徑數(shù)十納米的孔，在二氧化硅基底上放置的100nm金屬膜中制造。每個(gè)zmw成為提供僅20仄升(10–21l)檢測(cè)體積的納米光子可視化小室。在該體積，可在數(shù)千個(gè)標(biāo)記核苷的背景之中檢測(cè)單分子的活性。由于其進(jìn)行通過(guò)合成測(cè)序，zmw提供用于觀察dna聚合酶的窗口。在每個(gè)室內(nèi)，單個(gè)dna聚合酶分子附著在底部表面上使得其永久存在于檢測(cè)體積中。然后將磷酸連接的核苷酸，各個(gè)類(lèi)型用不同顏色的熒光團(tuán)標(biāo)記，以促進(jìn)酶速度、準(zhǔn)確度和持續(xù)合成能力的高濃度引入反應(yīng)溶液中。由于zmw的小尺寸，即使在這些高、生物學(xué)相關(guān)濃度時(shí)，核苷酸僅占據(jù)檢測(cè)體積一小部分時(shí)間。另外，訪問(wèn)檢測(cè)體積為迅速的，僅持續(xù)幾個(gè)微秒，因?yàn)閿U(kuò)散必須攜帶核酸的距離非常小。結(jié)果是非常低的背景。在pacificbiosciences開(kāi)發(fā)的實(shí)時(shí)單分子測(cè)序系統(tǒng)上的變化(smrt,zmws等)以及與其它系統(tǒng)和方法的組合也在本文所述的實(shí)施方案的范圍內(nèi)。在另一個(gè)下一代測(cè)序技術(shù)焦磷酸測(cè)序中(voelkerding等人,clinicalchem.,55:641-658,2009;maclean等人,naturerev.microbiol.,7:287-296;美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,210,891;美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,258,568;每一通過(guò)引用以其整體結(jié)合到本文中)，將模板dna片段化、末端-修復(fù)、與接頭連接并通過(guò)用承載與接頭互補(bǔ)的寡核苷酸的小珠捕獲單個(gè)模板分子原位無(wú)性擴(kuò)增。將每個(gè)承載單個(gè)模板類(lèi)型的小珠劃分為油包水微泡，并使用稱(chēng)作乳液pcr的技術(shù)無(wú)性擴(kuò)增模板。擴(kuò)增后將乳液打破并將小珠儲(chǔ)存在測(cè)序反應(yīng)期間充當(dāng)流動(dòng)室的picotitre板的單個(gè)孔中。在測(cè)序酶和發(fā)光報(bào)告分子例如熒光素酶存在下流動(dòng)室中發(fā)生4種dntp試劑每個(gè)的有序反復(fù)引入。如果適當(dāng)?shù)膁ntp被加至測(cè)序引物的3’末端，結(jié)果產(chǎn)生的atp導(dǎo)致孔內(nèi)發(fā)光的爆發(fā)，這使用ccd照相機(jī)記錄。達(dá)到大于或等于400個(gè)堿基的讀出長(zhǎng)度是可能的，并且可達(dá)到1x106個(gè)序列讀出，導(dǎo)致多達(dá)500個(gè)序列的百萬(wàn)堿基對(duì)(mb)。在solexa/illumina平臺(tái)中(voelkerding等人,clinicalchem.,55:641-658,2009;maclean等人,naturerev.microbiol.,7:287-296;美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,833,246;美國(guó)專(zhuān)利號(hào)7,115,400;美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,969,488;每一通過(guò)引用以其整體結(jié)合到本文中)，測(cè)序數(shù)據(jù)以較短長(zhǎng)度讀出的形式產(chǎn)生。在該方法中，末端修復(fù)單鏈片段化的dna以產(chǎn)生5’-磷酸化鈍末端，接著為klenow-介導(dǎo)的單個(gè)a堿基至片段3’末端的添加。a-添加促進(jìn)t-突出接頭寡核苷酸的添加，該接頭隨后用于捕獲散布在寡核苷酸錨的流動(dòng)室表面的模板-接頭分子。所述錨用作pcr引物，但由于模板的長(zhǎng)度以及其與其它附近錨寡核苷酸的接近度，pcr延伸導(dǎo)致該分子“拱懸”與鄰近錨寡核苷酸雜交以在流動(dòng)室表面上形成橋狀結(jié)構(gòu)。將這些dna環(huán)變性和切割。然后用可逆染料終止劑測(cè)序正向鏈。所摻入核苷酸的序列通過(guò)檢測(cè)摻入后熒光測(cè)定，其中將各熒光劑和障礙去除，然后進(jìn)行下一個(gè)dntp添加循環(huán)。序列讀出長(zhǎng)度從36個(gè)核苷酸到超過(guò)50個(gè)核苷酸變化，每個(gè)分析運(yùn)行的總體輸出超過(guò)十億個(gè)核苷酸對(duì)。使用solid技術(shù)測(cè)序核酸分子(voelkerding等人,clinicalchem.,55:641-658,2009;maclean等人,naturerev.microbiol.,7:287-296;美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5,912,148;美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,130,073;每一通過(guò)引用以其整體結(jié)合到本文中)也涉及模板的片段化、與寡核苷酸接頭連接、連接至小珠和通過(guò)乳液pcr無(wú)性擴(kuò)增。這之后，將承載模板的小珠固定化在玻璃流動(dòng)室的衍生表面，并退火與接頭寡核苷酸互補(bǔ)的引物。然而，不是利用該引物進(jìn)行3’延伸，而是用于提供5’磷酸基團(tuán)與包含兩個(gè)探針-特異性堿基接著6個(gè)簡(jiǎn)并堿基和4種熒光標(biāo)記之一的審問(wèn)探針(interrogationprobe)連接。在solid系統(tǒng)中，審問(wèn)探針在每個(gè)探針的3’末端具有16種可能的兩個(gè)堿基組合并且在5’末端具有4種熒光劑之一。熒光劑顏色，以及因各個(gè)探針的識(shí)別與指定的顏色-空間編碼方案對(duì)應(yīng)。多輪(通常7)探針退火、連接和熒光劑檢測(cè)之后為變性，然后使用相對(duì)于最初的引物偏離中心（offset）1個(gè)堿基的引物第二輪測(cè)序。以這種方式，可經(jīng)計(jì)算重構(gòu)模板序列，并且模板堿基被審問(wèn)兩次，導(dǎo)致增加的準(zhǔn)確度。序列讀出長(zhǎng)度平均35個(gè)核苷酸，并且每次測(cè)序運(yùn)行的總體輸出超過(guò)40億堿基。在某些實(shí)施方案中，采用納米孔測(cè)序(參見(jiàn)，例如，astier等人,jamchemsoc.2006feb8;128(5):1705-10,通過(guò)引用結(jié)合到本文中)。納米孔測(cè)序背后的理論與當(dāng)將納米孔浸在電導(dǎo)流體中并通過(guò)它施加電勢(shì)(電壓)時(shí)所發(fā)生的有關(guān)：在這些條件下，由于通過(guò)納米孔的離子傳導(dǎo)可觀察到輕微電流，并且電流的量對(duì)納米孔的大小極度敏感。如果dna分子穿過(guò)(或部分dna分子穿過(guò))納米孔，這可造成通過(guò)納米孔的電流強(qiáng)度變化，從而允許確定dna分子的序列。另一個(gè)可適合于與系統(tǒng)、裝置和方法一起使用的示例性的核酸測(cè)序方法由stratosgenomicsinc.開(kāi)發(fā)，并且涉及xpandomers的使用。該測(cè)序方法通常包括提供由模板-定向合成所產(chǎn)生的子鏈。所述子鏈一般在與所有或部分靶核酸的連續(xù)核苷酸序列所對(duì)應(yīng)的序列中包含多個(gè)偶聯(lián)的亞基，其中單個(gè)亞基含有一個(gè)系鏈、至少一個(gè)探針或核堿基殘基以及至少一個(gè)可選擇性切割的鍵?？蛇x擇性切割的鍵被切割產(chǎn)生長(zhǎng)度長(zhǎng)于子鏈的多個(gè)亞基的xpandomer。xpandomer通常在與全部或部分靶核酸的連續(xù)核苷酸序列所對(duì)應(yīng)的序列中含有用于解析遺傳信息的報(bào)告分子組件和系鏈。然后檢測(cè)xpandomer的報(bào)告分子組件。關(guān)于基于xpandomer的方法的更多細(xì)節(jié)在，例如，2008年6月19日提交的標(biāo)題為“highthroughputnucleicacidsequencingbyexpansion(通過(guò)擴(kuò)展的高通量核酸測(cè)序)”的美國(guó)專(zhuān)利出版號(hào)20090035777中描述，該專(zhuān)利以其整體結(jié)合到本文中。其它新興的單分子測(cè)序方法包括使用visigen平臺(tái)的實(shí)時(shí)合成法測(cè)序(voelkerding等人,clinicalchem.,55:641–58,2009;美國(guó)專(zhuān)利號(hào)7,329,492;美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)11/671956;美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)11/781166;每一通過(guò)引用以其整體結(jié)合到本文中)，其中使用熒光修飾的聚合酶和熒光受體分子使固定的被引發(fā)的dna模板經(jīng)受鏈延伸，導(dǎo)致在核苷酸添加時(shí)可檢測(cè)的熒光共振能量轉(zhuǎn)移(fret)。用于這樣的經(jīng)適應(yīng)可用于本發(fā)明的實(shí)時(shí)測(cè)序的過(guò)程和系統(tǒng)在，例如，2008年7月29日頒予xu等人的標(biāo)題為“fluorescentnucleotideanalogsandusestherefor(熒光核苷類(lèi)似物及其用途)”的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)7,405,281、2008年1月1日頒予turner等人的標(biāo)題為“arraysofopticalconfinementsandusesthereof(光學(xué)限制的陣列及其用途)”的7,315,019、2007年12月25日頒予turner等人的標(biāo)題為“opticalanalysisofmolecules(分子的光學(xué)分析)”的7,313,308、2007年11月27日頒予turner等人的標(biāo)題為“apparatusandmethodforanalysisofmolecules(用于分子分析的裝置和方法)”的7,302,146以及2007年1月30日頒予turner等人的標(biāo)題為“apparatusandmethodsforopticalanalysisofmolecules(用于分子光學(xué)分析的裝置和方法)”的7,170,050，以及l(fā)undquist等人2007年10月26日提交的標(biāo)題為“methodsandsystemsforsimultaneousreal-timemonitoringofopticalsignalsfrommultiplesources(用于同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來(lái)自多個(gè)源的光學(xué)信號(hào)的方法和系統(tǒng))”的美國(guó)專(zhuān)利出版號(hào)20080212960、williams等人2007年10月26日提交的標(biāo)題為“flowcellsystemforsinglemoleculedetection(用于單分子檢測(cè)的流動(dòng)室系統(tǒng))”的20080206764、hanzel等人2007年10月26日提交的標(biāo)題為“activesurfacecoupledpolymerases(活性表面偶聯(lián)的聚合酶)”的20080199932、otto等人2008年2月11日提交的標(biāo)題為“controllablestrandscissionofminicircledna(小環(huán)dna的可控鏈斷裂)”的20080199874、rank等人2007年10月26日提交的標(biāo)題為“articleshavinglocalizedmoleculesdisposedthereonandmethodsofproducingsame(具有局域化的分子排列在其上的物品及生產(chǎn)其的方法)”的20080176769、eid等人2007年10月31日提交的標(biāo)題為“mitigationofphotodamageinanalyticalreactions(分析反應(yīng)中光損傷的緩解)”的20080176316、eid等人2007年10月31日提交的標(biāo)題為“mitigationofphotodamageinanalyticalreactions(分析反應(yīng)中光損傷的緩解)”的20080176241、lundquist等人2007年10月26日提交的標(biāo)題為“methodsandsystemsforsimultaneousreal-timemonitoringofopticalsignalsfrommultiplesources(用于同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來(lái)自多個(gè)源的光學(xué)信號(hào)的方法和系統(tǒng))”的20080165346、korlach2007年10月31日提交的標(biāo)題為“uniformsurfacesforhybridmaterialsubstratesandmethodsformakingandusingsame(用于雜交材料基底的獨(dú)特表面及用于制造和使用其的方法)”的20080160531、lundquist等人2007年10月26日提交的標(biāo)題為“methodsandsystemsforsimultaneousreal-timemonitoringofopticalsignalsfrommultiplesources(用于同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來(lái)自多個(gè)源的光學(xué)信號(hào)的方法和系統(tǒng))”的20080157005、rank等人2007年10月31日提交的標(biāo)題為“articleshavinglocalizedmoleculesdisposedthereonandmethodsofproducingsame(具有局域化的分子排列在其上的物品及生產(chǎn)其的方法)”的20080153100、williams等人2007年10月26日提交的標(biāo)題為“chargeswitchnucleotides(電荷開(kāi)關(guān)核苷酸)”的20080153095、lundquist等人2007年10月31日提交的標(biāo)題為“substrates,systemsandmethodsforanalyzingmaterials(用于分析物質(zhì)的底物、系統(tǒng)和方法)”的20080152281、lundquist等人2007年10月31日提交的標(biāo)題為“substrates,systemsandmethodsforanalyzingmaterials(用于分析物質(zhì)的底物、系統(tǒng)和方法)”的20080152280、korlach2007年10月31日提交的標(biāo)題為“uniformsurfacesforhybridmaterialsubstratesandmethodsformakingandusingsame(用于雜交體材料基底的獨(dú)特表面及用于制造和使用其的方法)”的20080145278、lundquist等人2007年8月31日提交的標(biāo)題為“substrates,systemsandmethodsforanalyzingmaterials(用于分析物質(zhì)的底物、系統(tǒng)和方法)”的20080128627、rank等人2007年10月22日提交的標(biāo)題為“polymeraseenzymesandreagentsforenhancednucleicacidsequencing(用于增強(qiáng)核酸測(cè)序的聚合酶和試劑)”的20080108082、foquet等人2007年6月11日提交的標(biāo)題為“substratesforperforminganalyticalreactions(用于進(jìn)行分析反應(yīng)的底物)”的20080095488、dixon等人2007年9月27日提交的標(biāo)題為“modularopticalcomponentsandsystemsincorporatingsame(模塊光學(xué)組件和并入其的系統(tǒng))”的20080080059、korlach等人2007年8月14日提交的標(biāo)題為“articleshavinglocalizedmoleculesdisposedthereonandmethodsofproducingandusingsame(具有局域化的分子排列在其上的物品及生產(chǎn)和使用其的方法)”的20080050747、rank等人2007年3月29日提交的標(biāo)題為“articleshavinglocalizedmoleculesdisposedthereonandmethodsofproducingsame(具有局域化的分子排列在其上的物品及生產(chǎn)其的方法)”的20080032301、lundquist等人2007年2月9日提交的標(biāo)題為“methodsandsystemsforsimultaneousreal-timemonitoringofopticalsignalsfrommultiplesources(用于同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來(lái)自多個(gè)源的光學(xué)信號(hào)的方法和系統(tǒng))”的20080030628、lyle等人2007年6月15日提交的標(biāo)題為“controlledinitiationofprimerextension(引物延伸的受控起始)”的20080009007、rank等人2006年3月30日提交的標(biāo)題為“articleshavinglocalizedmoleculesdisposedthereonandmethodsofproducingsame(具有局域化的分子排列在其上的物品及生產(chǎn)其的方法)”的20070238679、korlach等人2006年3月31日提交的標(biāo)題為“methods,systemsandcompositionsformonitoringenzymeactivityandapplicationsthereof(用于監(jiān)測(cè)酶活的方法、系統(tǒng)和組合物及其應(yīng)用)”的20070231804、lundquist等人2007年2月9日提交的標(biāo)題為“methodsandsystemsforsimultaneousreal-timemonitoringofopticalsignalsfrommultiplesources(用于同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來(lái)自多個(gè)源的光學(xué)信號(hào)的方法和系統(tǒng))”的20070206187、hanzel等人2006年12月21日提交的標(biāo)題為“polymerasesfornucleotideanalogincorporation(用于摻入核苷酸類(lèi)似物的聚合酶)”的20070196846、lundquist等人2006年7月7日提交的標(biāo)題為“methodsandsystemsforsimultaneousreal-timemonitoringofopticalsignalsfrommultiplesources(用于同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來(lái)自多個(gè)源的光學(xué)信號(hào)的方法和系統(tǒng))”的20070188750、eid等人2006年12月1日提交的標(biāo)題為“mitigationofphotodamageinanalyticalreactions(分析反應(yīng)中光損傷的緩解)”的20070161017、turner等人2006年11月3日提交的標(biāo)題為“nucleotidecompositionsandusesthereof(核苷酸組合物及其用途)”的20070141598、korlach2006年11月27日提交的標(biāo)題為“uniformsurfacesforhybridmaterialsubstrateandmethodsformakingandusingsame(用于雜交體材料基底的獨(dú)特表面及用于制造和使用其的方法)”的20070134128、eid等人2005年12月2日提交的標(biāo)題為“mitigationofphotodamageinanalyticalreactions(分析反應(yīng)中光損傷的緩解)”的20070128133、roitman等人2005年9月30日提交的標(biāo)題為“reactivesurfaces,substratesandmethodsofproducingsame(反應(yīng)性表面、基底和用于生產(chǎn)其的方法)”的20070077564、xu等人2005年9月29日提交的標(biāo)題為“fluorescentnucleotideanalogsandusestherefore(熒光核苷酸類(lèi)似物及其用途)”的20070072196和lundquist等人2005年8月11日提交的標(biāo)題為“methodsandsystemsformonitoringmultipleopticalsignalsfromasinglesource(用于監(jiān)測(cè)來(lái)自單一源的多個(gè)光學(xué)信號(hào)的方法和系統(tǒng))”的20070036511，以及korlach等人(2008)“selectivealuminumpassivationfortargetedimmobilizationofsinglednapolymerasemoleculesinzero-modewaveguidenanostructures(用于將單個(gè)dna聚合酶分子以零模式波導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)靶向固定的選擇性鋁鈍化)”proc.nat'i.acad.sci.u.s.a.105(4):1176-1181中描述，其所有均通過(guò)引用以其整體結(jié)合到本文中。在一些實(shí)施方案中，核酸通過(guò)測(cè)定其質(zhì)量和/或堿基組成分析。例如，在一些實(shí)施方案中，核酸通過(guò)使用美國(guó)專(zhuān)利7,108,974、8,017,743和8,017,322中(每一通過(guò)引用以其整體結(jié)合到本文中)所描述的質(zhì)譜(例如，abbottplex-id系統(tǒng)，abbotibisbiosciences,abbottpark,illinois,)鑒定獨(dú)特的堿基組成標(biāo)記(bcs)檢測(cè)和表征。在一些實(shí)施方案中，massarray系統(tǒng)(sequenom,sandiego,calif.)用于檢測(cè)或分析序列(參見(jiàn)例如，美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,043,031、5,777,324和5,605,798；其每一通過(guò)引用結(jié)合到本文中)。在某些實(shí)施方案中，采用iontorrent測(cè)序技術(shù)。iontorrent技術(shù)為基于對(duì)dna聚合期間所釋放氫離子的檢測(cè)的dna測(cè)序方法(參見(jiàn)，例如，science327(5970):1190(2010);美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)出版號(hào)20090026082、20090127589、20100301398、20100197507、20100188073和20100137143，對(duì)于所有目的通過(guò)引用以其整體結(jié)合)。微孔包含待測(cè)序的ngs片段文庫(kù)的片段。微孔層之下為高靈敏度的isfet離子傳感器。所有層均被包含在cmos半導(dǎo)體芯片內(nèi)，與電子工業(yè)中所使用的類(lèi)似。當(dāng)dntp摻入到生長(zhǎng)的互補(bǔ)鏈中時(shí)釋放氫離子，所述氫離子觸發(fā)高靈敏度的離子傳感器。若模板序列中存在均聚物重復(fù)，單個(gè)循環(huán)中將摻入多個(gè)dntp分子。這導(dǎo)致相應(yīng)數(shù)目的氫釋放以及按比例更高的電子信號(hào)。該技術(shù)與其它測(cè)序技術(shù)的差別在于不使用修飾的核苷酸或光學(xué)。對(duì)于50個(gè)堿基讀出iontorrent測(cè)序儀每個(gè)堿基的準(zhǔn)確度為~99.6%，每次運(yùn)行產(chǎn)生~100mb。閱讀長(zhǎng)度為100個(gè)堿基對(duì)。5個(gè)重復(fù)長(zhǎng)度的均聚物長(zhǎng)度的準(zhǔn)確度為~98%。離子半導(dǎo)體測(cè)序的益處為快的測(cè)序速度以及低前期和運(yùn)行成本。在一些實(shí)施方案中，將包含細(xì)菌dna的樣品處理以片段化dna，并且將所得片段(例如，在單一反應(yīng)混合物中)測(cè)序(例如，單分子、實(shí)時(shí)測(cè)序)以產(chǎn)生片段的基因和表觀遺傳序列二者。在一些實(shí)施方案中，單一測(cè)序讀出對(duì)應(yīng)于單一片段分子。在一些實(shí)施方案中，測(cè)序讀出對(duì)于每一測(cè)序的片段分子(例如，細(xì)菌基因組片段)獲得。在一些實(shí)施方案中，表觀遺傳標(biāo)記產(chǎn)生自片段序列。在一些實(shí)施方案中，基因組和/或表觀基因組序列基于多個(gè)片段數(shù)據(jù)(例如，重疊片段)重建。在一些實(shí)施方案中，基因組和/或表觀基因組標(biāo)記基于多個(gè)片段數(shù)據(jù)(例如，重疊片段)重建。將從測(cè)序獲得的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成表觀遺傳數(shù)據(jù)(例如，表觀遺傳序列、表觀基因組序列、表觀遺傳標(biāo)記、表觀基因組標(biāo)記等)。在一些實(shí)施方案中，查詢(xún)來(lái)自樣品(例如，細(xì)菌、細(xì)菌群、核酸等)的表觀遺傳數(shù)據(jù)以鑒定指示細(xì)菌源的各種特征(例如，歸因、毒力、抗生素抗性/敏感性、生長(zhǎng)條件等)的標(biāo)志。在一些實(shí)施方案中，搜索表觀遺傳數(shù)據(jù)中目的特征對(duì)應(yīng)的特定標(biāo)志(例如，序列、甲基化位點(diǎn)、其組合等)的存在情況。在其它實(shí)施方案中，從樣品獲得的表觀遺傳數(shù)據(jù)針對(duì)來(lái)自具有已知特征的細(xì)菌的對(duì)照表觀遺傳數(shù)據(jù)查詢(xún)。在一些實(shí)施方案中，查詢(xún)從樣品(例如，包含來(lái)自多個(gè)細(xì)菌類(lèi)型的核酸、包含未知數(shù)目和/或類(lèi)型的細(xì)菌等)獲得的表觀遺傳數(shù)據(jù)中特定細(xì)菌類(lèi)型(例如，涉及爆發(fā)的惡性菌株、抗生素抗性菌株、未在特定地區(qū)觀察到的菌株等)的存在情況。在某些實(shí)施方案中，將從樣品中獲得表觀遺傳數(shù)據(jù)(例如，表觀遺傳序列、表觀基因組標(biāo)記或表觀基因組序列)與數(shù)據(jù)庫(kù)比較用于表征一個(gè)或多個(gè)特征。用于通過(guò)表觀遺傳學(xué)表征細(xì)菌劑的合適的數(shù)據(jù)庫(kù)包括細(xì)菌特定的表觀基因組標(biāo)記的數(shù)據(jù)庫(kù)，完整的、基本完整的(例如，>90%到>99%)或部分表觀基因組序列的數(shù)據(jù)庫(kù)，完整的、基本完整的(例如，>90%到>99%)或部分的表觀基因組標(biāo)記的數(shù)據(jù)庫(kù)，潛在甲基化位點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)等。數(shù)據(jù)庫(kù)可關(guān)聯(lián)這種表觀遺傳信息與一種或多種表征的特征，包括但不限于：鑒定(例如，物種、菌株、亞株等)、毒力程度、抗生素抗性/敏感性的類(lèi)型/程度、生長(zhǎng)狀態(tài)、最佳生長(zhǎng)條件、起源、表觀遺傳工程的水平、暴露的位置/地區(qū)/國(guó)家等。在一些實(shí)施方案中，測(cè)定表觀遺傳序列或標(biāo)記信息以及查詢(xún)這樣的數(shù)據(jù)庫(kù)允許細(xì)菌劑的生物法醫(yī)表征。在一些實(shí)施方案中，不是使用完整的序列(例如，表觀基因組序列)，而是使用其它代表(例如，表觀遺傳或表觀基因組標(biāo)記)(例如，用于在數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢(xún)、存儲(chǔ)等)。在一些實(shí)施方案中，表觀遺傳標(biāo)記保留序列的表觀遺傳信息，但具有較少的基因數(shù)據(jù)(例如，非修飾的位置并不呈現(xiàn))。在一些實(shí)施方案中，標(biāo)記需要較少的存儲(chǔ)空間和較少的計(jì)算力起作用。在一些實(shí)施方案中，將表觀遺傳序列轉(zhuǎn)化為表觀遺傳標(biāo)記。在一些實(shí)施方案中，表觀遺傳序列和表觀遺傳標(biāo)記二者用于本文所述的方法中的特定步驟。表觀遺傳標(biāo)記可包括僅核酸序列中修飾的(例如，甲基化的、硫代磷酸化等)核苷酸的位置和同一性。在一些實(shí)施方案中，表觀遺傳標(biāo)記包括修飾的(例如，甲基化的、硫代磷酸化等)核苷酸以及在特定的變體核酸序列中不修飾的但在其它變體中修飾的那些的位置和同一性。在一些實(shí)施方案中，表觀遺傳標(biāo)記可包括表觀遺傳序列中包含的另一個(gè)有用的數(shù)據(jù)代表。在一些實(shí)施方案中，表觀基因組標(biāo)記為基因組內(nèi)包含的表觀遺傳數(shù)據(jù)的代表。在一些實(shí)施方案中，數(shù)據(jù)庫(kù)包含細(xì)菌劑群(例如，單一物種、多個(gè)相關(guān)的物種的菌株等)的完整的表觀基因組序列或完整的表觀基因組標(biāo)記。查詢(xún)的序列與數(shù)據(jù)庫(kù)中的條目的匹配提供給用戶(hù)(例如，研究員、臨床醫(yī)生等)與查詢(xún)的表觀遺傳信息相關(guān)的所有特征。在其它實(shí)施方案中，數(shù)據(jù)庫(kù)包含與目的特征(例如，毒力程度、特定的藥物抗性等)相關(guān)的特定表觀遺傳位置和/或標(biāo)記段。在其它實(shí)施方案中，數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)于具體特征是特異性的，針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)表觀遺傳學(xué)數(shù)據(jù)以表征關(guān)于該具體特征(例如，毒力、抗性/敏感性、生長(zhǎng)條件等)的樣品。在一些實(shí)施方案中，樣品中表觀遺傳標(biāo)記、表觀遺傳序列或表觀遺傳序列之間的完美匹配關(guān)聯(lián)細(xì)菌(例如，靶細(xì)菌、未知細(xì)菌等)與在數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)于這種標(biāo)記或序列鑒定的特征。在一些實(shí)施方案中，樣品中所有的或關(guān)鍵部分的表觀遺傳標(biāo)記、表觀遺傳序列或表觀遺傳序列之間的部分匹配(例如，>99%、>98%、>97%、>96%、>95%、>94%、>93%、>92%、>91%、>90%、>85%、>80%、>75%、>70%、>60%、>50%)關(guān)聯(lián)細(xì)菌(例如，靶細(xì)菌、未知細(xì)菌等)與在數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)于這種標(biāo)記或序列鑒定的特征。在一些實(shí)施方案中，置信水平基于表觀遺傳同一性為標(biāo)記/序列與特定特征之間的關(guān)聯(lián)鑒定/提供。在一些實(shí)施方案中，數(shù)據(jù)庫(kù)鑒定與特定特征相關(guān)的多個(gè)表觀遺傳序列和/或標(biāo)記，并且這些多個(gè)序列的相似性/差別允許與特征更準(zhǔn)確關(guān)聯(lián)(例如，與來(lái)自顯示一種特征(例如，對(duì)特定抗生素有抗性)的不同菌株的三個(gè)序列具有>90%表觀遺傳同一性的表觀遺傳序列有更大的可能性來(lái)自顯示該特征的細(xì)菌，而不是具有僅與一個(gè)這樣的特征的序列相似的核酸的細(xì)菌)。在一些實(shí)施方案中，表觀基因組序列或標(biāo)記針對(duì)已知基因組序列的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)。在這樣的實(shí)施方案中，樣品序列和數(shù)據(jù)庫(kù)中的一個(gè)之間的匹配允許將來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)序列的一個(gè)或多個(gè)特征(和衍生其的細(xì)菌)歸因于樣品細(xì)菌。在其它實(shí)施方案中，表觀基因組序列或標(biāo)記針對(duì)亞基因組表觀遺傳序列或標(biāo)記的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)，其中數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一亞基因組部分與一個(gè)或多個(gè)特征關(guān)聯(lián)。在這樣的實(shí)施方案中，樣品基因組序列或標(biāo)記可與多個(gè)不同數(shù)據(jù)庫(kù)條目相關(guān)，對(duì)應(yīng)于與不同部分的樣品序列。在一些實(shí)施方案中，亞基因組表觀遺傳序列或標(biāo)記針對(duì)已知基因組序列的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)。在這樣的實(shí)施方案中，樣品序列與數(shù)據(jù)庫(kù)中表觀基因組序列或標(biāo)記之間的匹配允許將來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)序列的一個(gè)或多個(gè)特征(例如，與該核酸區(qū)域關(guān)聯(lián)的那些)歸于樣品細(xì)菌。在其它實(shí)施方案中，亞基因組表觀遺傳序列或標(biāo)記針對(duì)亞基因組表觀遺傳序列或標(biāo)記的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)，其中數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一亞基因組部分關(guān)聯(lián)一個(gè)或多個(gè)特征。在這樣的實(shí)施方案中，亞基因組表觀遺傳序列或標(biāo)記直接與數(shù)據(jù)庫(kù)條目和歸于其的特征關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施方案中，提供用于發(fā)展和/或填充（populating）本文所述實(shí)施方案中利用的表觀遺傳數(shù)據(jù)庫(kù)的方法。在一些實(shí)施方案中，數(shù)據(jù)庫(kù)從已知的表觀遺傳或表觀基因組序列和已知與其相關(guān)的細(xì)菌特征匯編。在一些實(shí)施方案中，通過(guò)以經(jīng)驗(yàn)為主地測(cè)定表觀基因組或表觀遺傳序列和/或標(biāo)記并將這種數(shù)據(jù)與細(xì)菌特征關(guān)聯(lián)努力構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)。在一些實(shí)施方案中，這種關(guān)聯(lián)為計(jì)算機(jī)自動(dòng)化的。在某些實(shí)施方案中，在查詢(xún)其中不包含的表觀遺傳信息查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，將查詢(xún)填充到數(shù)據(jù)庫(kù)中。在一些這樣的實(shí)施方案中，新添加的條目的特征通過(guò)與數(shù)據(jù)庫(kù)或其它數(shù)據(jù)庫(kù)比較填充。在一些實(shí)施方案中，數(shù)據(jù)庫(kù)為自我填充，因?yàn)椴樵?xún)數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)生新的條目至數(shù)據(jù)庫(kù)中。在其它這樣的實(shí)施方案中，新添加的條目的特征為手動(dòng)填充。在一些實(shí)施方案中，提供包含與每一的特點(diǎn)和特征(例如，物種、菌株、亞株、起源、毒力、抗性、生長(zhǎng)條件等)關(guān)聯(lián)的多個(gè)表觀遺傳序列、表觀基因組序列、表觀遺傳標(biāo)記和/或表觀基因組標(biāo)記的主數(shù)據(jù)庫(kù)。主數(shù)據(jù)庫(kù)可(例如，基于例如查詢(xún)自動(dòng)地、由操作員手動(dòng)地、其組合等)組織成子數(shù)據(jù)庫(kù)用于特定的應(yīng)用、用途或查詢(xún)。例如，特定細(xì)菌群(例如，革蘭氏陰性的、腸桿菌科(enterobacteriaceae)等)、細(xì)菌的物種(例如，salmonellabongori、腸道沙門(mén)氏菌(salmonellaenterica)等)、特定特征(例如，氯霉素抗性、增加的毒力、在一個(gè)區(qū)域事前檢測(cè)等)、特征的集合(例如，毒力和藥物抗性)、表觀遺傳標(biāo)志(例如，在特定位置的6-ma等)、表觀遺傳標(biāo)志群的子數(shù)據(jù)庫(kù)。在一些實(shí)施方案中，產(chǎn)生和查詢(xún)子數(shù)據(jù)庫(kù)以減少計(jì)算時(shí)間。在一些實(shí)施方案中，本文所述的所有或部分方法作為服務(wù)提供。在一些實(shí)施方案中，用戶(hù)(例如，臨床醫(yī)生、調(diào)查者、研究員等)安排、簽訂合約、支付等以進(jìn)行樣品(例如，生物樣品、環(huán)境樣品、細(xì)菌樣品、核酸樣品等)和/或表觀遺傳數(shù)據(jù)(例如，序列、標(biāo)記等)分析。在一些實(shí)施方案中，將樣品(例如，親自、通過(guò)郵寄或通訊員等)提交，并且核酸的測(cè)序(例如，表觀遺傳測(cè)序、表觀遺傳標(biāo)記測(cè)定)通過(guò)服務(wù)(例如，在診斷檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)、在政府實(shí)驗(yàn)室等)進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，將用戶(hù)(例如，臨床醫(yī)生、調(diào)查者、研究員等)采集的數(shù)據(jù)(例如，表觀遺傳序列、表觀遺傳標(biāo)記、表觀基因組序列、原始數(shù)據(jù)等)提交到檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)用于分析(例如，特定標(biāo)記的鑒定(例如，毒力概況、抗性概況、起源等)、與數(shù)據(jù)庫(kù)比較、特征的表征等)。本文所述的實(shí)施方案包括用戶(hù)-執(zhí)行和服務(wù)-執(zhí)行的步驟的任何合適的組合。在一些實(shí)施方案中，本文所述的方法僅由通過(guò)用戶(hù)或者服務(wù)進(jìn)行的步驟(例如，樣品收集、樣品分析、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、特征鑒定等)組成。在一些實(shí)施方案中，步驟的任何組合可通過(guò)用戶(hù)和/或服務(wù)進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，基于來(lái)自樣品的表觀遺傳數(shù)據(jù)的分析和/或與對(duì)照或數(shù)據(jù)庫(kù)的比較，將樣品和/或其中的細(xì)菌表征(例如，歸于某些功能或物理特征)。在一些實(shí)施方案中，與表觀遺傳數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的特征包括，但不限于物種、菌株、亞株、血清型、地理源、致病性、毒力(例如，高毒力)、抗性/敏感性(例如，多抗性)、孢子形成條件、有絲分裂起始條件(例如，從孢子)。[請(qǐng)標(biāo)明其它特征]在一些實(shí)施方案中，表觀遺傳數(shù)據(jù)與細(xì)菌對(duì)抗生素或抗生素類(lèi)的抗性或敏感性關(guān)聯(lián)。對(duì)其的抗性/敏感性可通過(guò)表觀遺傳分析鑒定的抗細(xì)菌抗生素的實(shí)例包括，但不限于：氨基糖苷類(lèi)抗生素(例如，阿米卡星、阿泊拉霉素、阿貝卡星、班貝霉素、丁苷菌素、地貝卡星、雙氫鏈霉素、福提霉素(類(lèi))、慶大霉素、異帕米星、卡那霉素、小諾霉素、新霉素、十一烯酸新霉素、奈替米星、巴龍霉素、核糖霉素、西索米星、壯觀霉素、鏈霉素、妥布霉素、丙大觀霉素)、酰胺醇類(lèi)(amphenicois)(例如，疊氮氯霉素、氯霉素、氟苯尼考、甲砜霉素)、安沙霉素類(lèi)(例如，利福米特、利福平、利福霉素sv、利福噴汀、利福昔明)、β-內(nèi)酰胺類(lèi)(例如，碳頭孢烯類(lèi)(例如，氯碳頭孢)、碳青霉烯類(lèi)(例如，比阿培南、亞胺培南、美羅培南、帕尼培南)、頭孢菌素類(lèi)(例如，頭孢克洛、頭孢羥氨芐、頭孢羥唑、頭孢曲嗪、頭孢西酮、頭孢唑林、頭孢卡品酯、頭孢克定、頭孢地尼、頭孢妥侖、頭孢吡肟、頭孢他美、頭孢克肟、頭孢甲肟、頭孢地嗪、頭孢尼西、頭孢哌酮、頭孢雷特、頭孢噻肟、頭孢替安、頭孢唑蘭、頭孢咪唑、頭孢匹胺、頭孢匹羅、頭孢泊肟酯、頭孢丙烯頭孢沙定、頭孢磺啶、頭孢他啶、頭孢特侖、頭孢替唑、頭孢布坦、頭孢唑肟、頭孢曲松、頭孢呋辛、頭孢唑喃、頭孢乙腈鈉、頭孢氨芐、頭孢來(lái)星、頭孢噻啶、頭孢菌素、頭孢噻吩、頭孢匹林鈉、頭孢拉定、pivcefalexin)、頭霉素類(lèi)(例如，頭孢拉定、頭孢美唑、cefininox、頭孢替坦、頭孢西丁)、單環(huán)β-內(nèi)酰胺類(lèi)(例如，氨曲南、卡蘆莫南、替吉莫南)、氧頭孢烯類(lèi)、氟氧頭孢、拉氧頭孢)、青霉素類(lèi)(例如，阿姆地諾西林、阿姆地諾西林雙酯、阿莫西林、氨比西林、阿帕西林、阿撲西林、疊氮西林、阿洛西林、巴氨西林、芐基青霉酸、芐基青霉素鈉、羧芐青霉素、卡茚西林、氯甲西林、氯唑西林、環(huán)己西林、雙氯西林、依匹西林、芬貝西林、氟氯西林、海他西林、侖氨西林、美坦西林、甲氧西林鈉、美洛西林、萘夫西林鈉、苯唑西林、培那西林、噴沙西林碘酸鹽、苯明青霉素g、芐星青霉素g、青霉素g二苯甲胺鹽、青霉素g鈣、海巴明青霉素g、青霉素g鉀、普魯卡因青霉素g、青霉素n、青霉素o、青霉素v、芐星青霉素v、海巴明青霉素v、青哌環(huán)素、芬納弗西林鉀、哌拉西林、匹氨西林、丙匹西林、喹那西林、磺芐西林、舒他西林、酞氨西林、替莫西林、替卡西林)、其它(例如，利替培南)、林克酰胺類(lèi)(例如，克林霉素、林可霉素)、大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)(例如，阿奇霉素、卡波霉素、克拉霉素、地紅霉素、紅霉素、紅霉素醋硬脂酸鹽、無(wú)味紅霉素、葡庚糖酸紅霉素、乳糖酸紅霉素、紅霉素丙酸酯、硬脂酸紅霉素、交沙霉素、柱晶白霉素、麥迪霉素、美歐卡霉素、竹桃霉素、普利霉素、羅他霉素、羅沙米星、羅紅霉素、螺旋霉素、醋竹桃霉素)、多肽類(lèi)(例如，安福霉素、桿菌肽、卷曲霉素、粘菌素、恩拉霉素、恩維霉素、鐮孢真菌素、短桿菌肽、短桿菌肽(類(lèi))、蜜柑霉素、多粘菌素、昔那霉素、瑞斯西丁素、替考拉寧、硫鏈絲菌素、結(jié)核放線菌素、短桿菌酪肽、短桿菌素、萬(wàn)古霉素、紫霉素、維吉霉素、桿菌肽鋅)、四環(huán)素類(lèi)(例如，阿哌環(huán)素、氯四環(huán)素、氯莫環(huán)素、地美環(huán)素、強(qiáng)力霉素、胍甲環(huán)素、賴(lài)甲環(huán)素、甲氯環(huán)素、美他環(huán)素、米諾環(huán)素、氧四環(huán)素、青哌環(huán)素、匹哌環(huán)素、羅利環(huán)素、山環(huán)素、四環(huán)素)和其它(例如，環(huán)絲氨酸、莫匹羅星、薯球蛋白)。致病生物體中表觀遺傳數(shù)據(jù)的分析(例如，比較表觀遺傳標(biāo)記/序列與數(shù)據(jù)庫(kù))可鑒定其致病性的生物學(xué)基礎(chǔ)。該洞察可用于確定適當(dāng)?shù)寞煼ɑ虬l(fā)展用于對(duì)抗個(gè)體感染和大范圍爆發(fā)的新療法。在一些實(shí)施方案中，表觀遺傳標(biāo)記(例如，表觀基因組標(biāo)記)響應(yīng)環(huán)境因素。在一些實(shí)施方案中，受環(huán)境因素影響的表觀遺傳標(biāo)記的表征(例如，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)分析和查詢(xún))可用于理解細(xì)菌樣品的性質(zhì)(例如，源、歸因等)，并且可提供診斷/篩查方法。在一些實(shí)施方案中，對(duì)于生長(zhǎng)條件依賴(lài)的表觀遺傳修飾分析細(xì)菌或群的表觀遺傳數(shù)據(jù)(例如，表觀基因組序列/標(biāo)記)。例如，從在不同培養(yǎng)條件(例如，富有培養(yǎng)基、壓力培養(yǎng)基、補(bǔ)充培養(yǎng)基(例如，血清補(bǔ)充的)等)下培養(yǎng)的兩個(gè)或多個(gè)細(xì)菌樣品收集表觀遺傳數(shù)據(jù)，并比較表觀遺傳數(shù)據(jù)(例如，表觀基因組序列/標(biāo)記)以鑒定條件依賴(lài)的遺傳修飾。在一些實(shí)施方案中，條件依賴(lài)的修飾在細(xì)菌群、物種、菌株等之間比較。在一些實(shí)施方案中，來(lái)自不同細(xì)菌群的條件依賴(lài)的修飾的數(shù)據(jù)庫(kù)允許鑒定針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)的特定細(xì)菌的特性。在一些實(shí)施方案中，將測(cè)序(表觀遺傳測(cè)序)和分析的結(jié)果報(bào)告(例如，給用戶(hù)、臨床醫(yī)生、研究員、調(diào)查者等)。細(xì)菌特征和/或表觀遺傳數(shù)據(jù)(例如，表觀基因組標(biāo)記)作為分析的輸出/結(jié)果鑒定和/或報(bào)告。成果或結(jié)果可通過(guò)接收數(shù)據(jù)(例如，表觀遺傳序列數(shù)據(jù))和/或信息(例如，了解細(xì)菌樣品)、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)和/或信息并提供成果或結(jié)果(例如，通過(guò)與數(shù)據(jù)庫(kù)比較)產(chǎn)生。成果或結(jié)果可由為響應(yīng)特定細(xì)菌(例如，感染、爆發(fā)、生物威脅等)而待采取的行動(dòng)決定。在一些實(shí)施方案中，通過(guò)本文所述的方法鑒定的特征可獨(dú)立地通過(guò)進(jìn)一步的測(cè)定(例如，表型驗(yàn)證)驗(yàn)證。在一些實(shí)施方案中，報(bào)告分析結(jié)果(例如，給衛(wèi)生保健專(zhuān)業(yè)人員(例如，實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員或管理人員、醫(yī)師、護(hù)士或助理等)、研究員、調(diào)查者等)。在一些實(shí)施方案中，結(jié)果在外部設(shè)備、裝置或設(shè)備的組件上提供。例如，有時(shí)結(jié)果通過(guò)打印機(jī)或顯示器提供。在一些實(shí)施方案中，結(jié)果以報(bào)告的形式報(bào)告，并且在某些實(shí)施方案中報(bào)告包括細(xì)菌特征、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、活動(dòng)項(xiàng)、置信參數(shù)等的顯示。通常，成果可以以利于報(bào)告信息的下游使用的合適格式顯示。適合用于報(bào)告和/或顯示數(shù)據(jù)、特點(diǎn)等的格式的非限制的實(shí)例包括文本、概要、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、一張圖、多張圖、照片、統(tǒng)計(jì)圖表、圖表、柱狀圖、餅形圖、示意圖、流程圖、散點(diǎn)圖、地圖、直方圖、密度圖表、函數(shù)圖、電路圖、框圖、氣泡圖、星座圖、等值線圖、統(tǒng)計(jì)圖、雷達(dá)圖、維恩圖、諾模圖等，以及前述的組合。從表觀遺傳數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和分析產(chǎn)生和報(bào)告的結(jié)果包括轉(zhuǎn)換核酸序列讀出為細(xì)菌或細(xì)菌群特征的代表。這種代表反映在缺乏本文所述方法步驟時(shí)不能從核酸測(cè)定的信息。將核酸轉(zhuǎn)換為特點(diǎn)信息允許采取行動(dòng)以響應(yīng)細(xì)菌感染、爆發(fā)或威脅。正因如此，本文提供的這些方法和系統(tǒng)解決快速鑒定和理解面對(duì)藥物、安全、公共衛(wèi)生、國(guó)防、反恐、流行病學(xué)等領(lǐng)域的細(xì)菌威脅(例如，感染、爆發(fā)、生物恐怖劑等)的問(wèn)題。在一些實(shí)施方案中，用戶(hù)或下游個(gè)體，在接收或?qū)徍税瑥谋疚奶峁┑姆治鰷y(cè)定的一個(gè)或多個(gè)結(jié)果的報(bào)告時(shí)，采取特定的回應(yīng)措施或行動(dòng)。例如，衛(wèi)生保健專(zhuān)業(yè)人員或有資格的個(gè)體可檢驗(yàn)受試者或患者的感染或治療響應(yīng)。公共衛(wèi)生官員可發(fā)布通知或采取措施以預(yù)防爆發(fā)的傳播。安全官員可采取措施以預(yù)防藥劑的調(diào)度（deployment）或使用。本發(fā)明不受本文技術(shù)可使用的方式或領(lǐng)域數(shù)目的限制。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“接收?qǐng)?bào)告”指通過(guò)通信的方式獲得包含表觀遺傳分析的結(jié)果或成果的文字的和/或圖解的表示。報(bào)告可通過(guò)計(jì)算機(jī)或通過(guò)人數(shù)據(jù)錄入產(chǎn)生，并且可使用電子方式(例如，在互聯(lián)網(wǎng)上、通過(guò)計(jì)算機(jī)、通過(guò)傳真、在相同或不同的物理位點(diǎn)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)位置到另一個(gè)位置)或通過(guò)其它發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的方法(例如，郵政服務(wù)、快遞服務(wù)等)通信。在一些實(shí)施方案中成果在合適的介質(zhì)中傳遞，包括，但不限于，以口頭的、文檔或文件形式。文件可為，例如，但不限于，聽(tīng)覺(jué)文件、計(jì)算機(jī)可讀文件、紙質(zhì)文件、實(shí)驗(yàn)室文件或病史檔案文件。報(bào)告可加密以防止未授權(quán)的瀏覽。如上文所指出的，在一些實(shí)施方案中，本文所描述的系統(tǒng)和方法將數(shù)據(jù)從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式(例如，從核酸到細(xì)菌的實(shí)際特征、從表觀遺傳序列到表觀遺傳標(biāo)記等)。在一些實(shí)施方案中，術(shù)語(yǔ)“轉(zhuǎn)換(transformed,transformation)”以及語(yǔ)法衍生詞或其相等物指從物理起始材料(例如，細(xì)菌群、樣品核酸等)到物理起始材料的數(shù)字表示(例如，序列閱讀數(shù)據(jù))、該起始材料的連續(xù)表示(例如，表觀遺傳或表觀基因組序列)、連續(xù)表示的濃縮(例如，表觀遺傳或表觀基因組標(biāo)記)或該起始材料的特征描述的數(shù)據(jù)改變。在一些實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)換涉及任何上文提及的物理核酸的表示之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。本文所述的某些過(guò)程和方法(例如，數(shù)據(jù)采集、表觀遺傳序列/標(biāo)記測(cè)定、通信、分類(lèi)、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、數(shù)據(jù)庫(kù)填充、特征關(guān)聯(lián)等)通過(guò)(或不能沒(méi)有)計(jì)算機(jī)、處理器、軟件、模塊和/或其它裝置進(jìn)行。本文所述的方法通常為計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，并且方法的一個(gè)或多個(gè)部分有時(shí)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)處理器進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，自動(dòng)化的方法在測(cè)定表觀遺傳序列讀數(shù)、表觀遺傳標(biāo)記、數(shù)據(jù)庫(kù)比較、特征關(guān)聯(lián)等的軟件、處理器、外圍設(shè)備和/或包含這些的設(shè)備中具體化。如本文所使用的，軟件指計(jì)算機(jī)可讀的程序指令，當(dāng)由處理器執(zhí)行時(shí)，其進(jìn)行如本文所描述的計(jì)算機(jī)操作。表觀遺傳序列、表觀遺傳標(biāo)記和表觀基因組信息在本文中稱(chēng)作“數(shù)據(jù)”或“數(shù)據(jù)集合”。在一些實(shí)施方案中，數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)集合可表征和分析(例如，通過(guò)與數(shù)據(jù)庫(kù)比較)以將一個(gè)或多個(gè)特征歸于樣品核酸的細(xì)菌源。裝置、軟件和接口可用于進(jìn)行本文所述的方法。在一些實(shí)施方案中，這種硬件和軟件組件允許自動(dòng)化本文所述方法的一或多步。使用裝置、軟件和接口，用戶(hù)可，例如，處理原始樣品(例如，去除污染物)、純化/分離核酸、從核酸收集數(shù)據(jù)、將直接閱讀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為序列或標(biāo)記、測(cè)定表觀遺傳序列或標(biāo)記、發(fā)送數(shù)據(jù)(例如，在計(jì)算機(jī)、設(shè)施、用戶(hù)、服務(wù)等之間)、查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)、填充數(shù)據(jù)庫(kù)、歸因特征、報(bào)告結(jié)果、提出建議等。系統(tǒng)通常包括一種或多種裝置或設(shè)備。每一裝置/設(shè)備通常包括選自存儲(chǔ)器、處理器、顯示器、用戶(hù)界面等的組件。在系統(tǒng)包括兩種或多種裝置/設(shè)備的情況下，系統(tǒng)的一些或所有的各種組件可位于不同位置。在系統(tǒng)包括兩種或多種裝置/設(shè)備的情況下，一些或所有的設(shè)備可位于與用戶(hù)相同的位置，一些或所有的設(shè)備可位于與用戶(hù)不同的位置，所有的設(shè)備可位于與用戶(hù)相同的位置和/或所有的裝置可位于與用戶(hù)不同的一個(gè)或多個(gè)位置。有時(shí)系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算設(shè)備(例如，數(shù)據(jù)分析設(shè)備、包含數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)備等)和測(cè)序設(shè)備，其中測(cè)序設(shè)備配置為以接收物理核酸并產(chǎn)生表觀遺傳序列讀出，并且計(jì)算設(shè)備進(jìn)行配置以處理/分析從測(cè)序設(shè)備獲得的表觀遺傳信息。有時(shí)計(jì)算設(shè)備配置為比較來(lái)自樣品的表觀遺傳數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)，并基于其上歸因各個(gè)特征。用戶(hù)可，例如，放置查詢(xún)于軟件中，然后其可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)獲取數(shù)據(jù)集合(例如，數(shù)據(jù)庫(kù)、對(duì)照序列、來(lái)自細(xì)菌樣品的表觀遺傳數(shù)據(jù)集合等)，并且在某些實(shí)施方案中，可提示可編程的處理器基于所給的參數(shù)(例如，具有特定特征或特征集合的細(xì)菌的表觀遺傳標(biāo)記)獲取合適的數(shù)據(jù)集合?？删幊痰奶幚砥饕部商崾居脩?hù)選擇由處理器基于所給參數(shù)選擇的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)集合選項(xiàng)或數(shù)據(jù)庫(kù)選項(xiàng)?？删幊痰奶幚砥骺商崾居脩?hù)選擇由處理器基于通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、其它內(nèi)部或外部信息等發(fā)現(xiàn)的信息選擇的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)集合選項(xiàng)或數(shù)據(jù)庫(kù)選項(xiàng)?？蛇x擇選項(xiàng)用于選擇一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)特征選擇、一個(gè)或多個(gè)統(tǒng)計(jì)算法、一個(gè)或多個(gè)統(tǒng)計(jì)分析算法、一個(gè)或多個(gè)統(tǒng)計(jì)意義算法、迭代步驟、一個(gè)或多個(gè)驗(yàn)證算法和一個(gè)或多個(gè)方法、設(shè)備或計(jì)算機(jī)程序的圖形表示。本文所述的系統(tǒng)可包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一般組件，例如，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、膝上型系統(tǒng)、臺(tái)式機(jī)系統(tǒng)、掌上型系統(tǒng)、個(gè)人數(shù)碼助手、手寫(xiě)板、智能電話、計(jì)算資訊站(computingkiosks)等。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可包括一個(gè)或多個(gè)輸入手段，例如鍵盤(pán)、觸摸屏、鼠標(biāo)、語(yǔ)音識(shí)別或其它手段以允許用戶(hù)輸入數(shù)據(jù)至系統(tǒng)中。系統(tǒng)可進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)輸出，包括，但不限于，顯示屏(例如，crt或lcd)、揚(yáng)聲器、傳真機(jī)、打印機(jī)(例如，激光、噴墨、擊打式、黑白或彩色打印機(jī))或其它可用于提供視覺(jué)的、聽(tīng)覺(jué)的和/或信息的硬拷貝輸出(例如，成果和/或報(bào)告)的輸出。在系統(tǒng)中，輸入(例如，來(lái)自用戶(hù)、來(lái)自測(cè)序儀、來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)等)和輸出手段可與中央處理單元連接，在其它組件之中，中央處理單元可包括用于執(zhí)行程序指令的微處理器和用于存儲(chǔ)程序代碼和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。在一些實(shí)施方案中，過(guò)程可作為位于單一地理位點(diǎn)的單一用戶(hù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。在某些實(shí)施方案中，過(guò)程可作為多用戶(hù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。在多用戶(hù)實(shí)現(xiàn)的情況下，多個(gè)中央處理單元可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方式連接。網(wǎng)絡(luò)可為本地的，包括一部分建筑中的單一部門(mén)、整個(gè)建筑，可跨越多個(gè)建筑、跨越一個(gè)區(qū)域、跨越整個(gè)國(guó)家或?yàn)槿澜绲摹＞W(wǎng)絡(luò)可為私人的，由供應(yīng)商擁有和控制，或其可作為基于互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)實(shí)現(xiàn)，其中用戶(hù)(例如，臨床醫(yī)生、研究員、調(diào)查者等)訪問(wèn)網(wǎng)頁(yè)以輸入和檢索信息。因此，在某些實(shí)施方案中，系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)機(jī)器，其可相對(duì)于用戶(hù)本地或遠(yuǎn)程。在一個(gè)位置或多個(gè)位置的一個(gè)以上的機(jī)器可由用戶(hù)訪問(wèn)，并且數(shù)據(jù)可連續(xù)和/或并行繪制和/或處理。因此，合適的配置和控制可用于使用多個(gè)機(jī)器，例如在本地網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)和/或“云”計(jì)算平臺(tái)繪制和/或處理數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施方案中系統(tǒng)包括通信接口。通信接口允許軟件和數(shù)據(jù)(例如，表觀遺傳數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)信息、查詢(xún)結(jié)果、鑒定的細(xì)菌特征等)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和一個(gè)或多個(gè)外部裝置之間的轉(zhuǎn)移。通過(guò)通信接口轉(zhuǎn)移的軟件和數(shù)據(jù)通常以信號(hào)的形式存在，其可為電子的、電磁的、光學(xué)的和/或其它能夠通過(guò)通信接口接收的信號(hào)。信號(hào)通常通過(guò)通道提供給通信接口。通道通常攜帶信號(hào)并可使用電線或電纜、光纖、電話線、移動(dòng)電話線、rf線和/或其它通信通道，無(wú)線電實(shí)現(xiàn)。作為一個(gè)實(shí)例，通信接口可用于接收可通過(guò)信號(hào)檢測(cè)模塊檢測(cè)的信號(hào)信息。在一些實(shí)施方案中，來(lái)自測(cè)序設(shè)備的輸出可用作可通過(guò)輸入設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施方案中，表觀遺傳序列為通過(guò)輸入設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施方案中，核酸片段的大小(例如，長(zhǎng)度)為通過(guò)輸入設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施方案中，模擬數(shù)據(jù)通過(guò)電腦模擬過(guò)程產(chǎn)生并將模擬數(shù)據(jù)通過(guò)輸入設(shè)備輸入。術(shù)語(yǔ)“電腦模擬”指使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行的研究和實(shí)驗(yàn)。電腦模擬過(guò)程包括，但不限于，模擬的表觀遺傳序列(例如，基于特定的期需特征從已知序列的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)生)。系統(tǒng)可包括用于進(jìn)行本文所述過(guò)程的軟件，并且軟件可包括一個(gè)或多個(gè)用于進(jìn)行這種過(guò)程的模塊(例如，測(cè)序模塊、查詢(xún)模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、用戶(hù)(例如，臨床醫(yī)生、研究員、調(diào)查者)界面模塊)。術(shù)語(yǔ)“軟件”指計(jì)算機(jī)可讀的程序指令，當(dāng)由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，其進(jìn)行計(jì)算機(jī)操作。一個(gè)或多個(gè)處理器可執(zhí)行的指令有時(shí)作為可執(zhí)行的代碼提供，當(dāng)執(zhí)行時(shí)，其可引起一個(gè)或多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)本文所述的方法。本文所述的模塊可作為軟件存在，并且體現(xiàn)在軟件中的指令(例如，進(jìn)程、程序、子程序)可由處理器實(shí)現(xiàn)或進(jìn)行。例如，模塊(例如，軟件模塊)可為進(jìn)行特定過(guò)程或任務(wù)的程序的一部分。術(shù)語(yǔ)“模塊”指可用于較大設(shè)備或軟件系統(tǒng)的獨(dú)立的功能單元。模塊可包括用于實(shí)施模塊功能的指令集合。模塊可轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)和/或信息。數(shù)據(jù)和/或信息可為合適的形式。模塊可接受或接收數(shù)據(jù)和/或信息、將數(shù)據(jù)和/或信息轉(zhuǎn)換為第二種形式和/或?qū)⒌诙N形式提供或轉(zhuǎn)移給設(shè)備、外圍設(shè)備、組件或另一個(gè)模塊。模塊可進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)下列非限制性功能，例如：獲得表觀遺傳序列數(shù)據(jù)(例如，從樣品)、產(chǎn)生表觀遺傳標(biāo)記(例如，來(lái)自序列數(shù)據(jù))、產(chǎn)生表觀基因組數(shù)據(jù)(例如，從多個(gè)亞基因組核酸序列)、裝配基因組部分、標(biāo)準(zhǔn)化(例如，標(biāo)準(zhǔn)化閱讀)、比較兩個(gè)或多個(gè)表觀遺傳數(shù)據(jù)集合、填充數(shù)據(jù)庫(kù)、從主數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建子數(shù)據(jù)庫(kù)(例如，基于期需序列、標(biāo)記、特征、物種、菌株、亞株等)、查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)、鑒定、歸因、表征(例如，毒力水平、抗性/敏感性、起源等)、分類(lèi)、繪圖、確定結(jié)果、建議行動(dòng)計(jì)劃等。在一些情況下，處理器可在模塊中實(shí)施指令。在一些實(shí)施方案中，需要一個(gè)或多個(gè)處理器在模塊或模塊群中實(shí)施指令。模塊可為另一模塊、設(shè)備或源提供數(shù)據(jù)和/或信息，并且可從另一模塊、設(shè)備或源接收數(shù)據(jù)和/或信息。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品有時(shí)在有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上具體化，并且有時(shí)在非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上有形地具體化。模塊有時(shí)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(例如，磁盤(pán)、驅(qū)動(dòng)器)上或存儲(chǔ)器(例如，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)中。在一些實(shí)施方案中，設(shè)備包括至少一個(gè)處理器用于實(shí)施模塊中的指令。在一些實(shí)施方案中，表觀遺傳數(shù)據(jù)(例如，與細(xì)菌特征相關(guān)的表觀遺傳數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù))通過(guò)執(zhí)行配置為實(shí)施本文所述方法的指令的處理器訪問(wèn)。在一些實(shí)施方案中，由處理器訪問(wèn)的表觀遺傳數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在系統(tǒng)的存儲(chǔ)器內(nèi)，并且數(shù)據(jù)本地或遠(yuǎn)程訪問(wèn)用于查詢(xún)(例如，用樣品表觀遺傳數(shù)據(jù))、操作、分析、組織(例如，形成子數(shù)據(jù)庫(kù))。在一些實(shí)施方案中，包含模塊的設(shè)備向和從其它模塊接收和/或轉(zhuǎn)移表觀遺傳數(shù)據(jù)和/或分析其。在一些實(shí)施方案中，設(shè)備包括外圍設(shè)備和/或組件。在一些實(shí)施方案中，設(shè)備可包括一個(gè)或多個(gè)可向或從其它模塊、外圍設(shè)備和/或組件轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)和/或信息的外圍設(shè)備或組件。在一些實(shí)施方案中，設(shè)備與提供數(shù)據(jù)和/或信息的外圍設(shè)備和/或組件交互。在一些實(shí)施方案中，外圍設(shè)備和組件幫助設(shè)備實(shí)施功能或直接與模塊交互。外圍設(shè)備和/或組件的非限制的實(shí)例包括合適的計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、i/o或存儲(chǔ)方法或設(shè)備包括但不限于掃描儀、打印機(jī)、顯示器(例如，監(jiān)控器、led、lct或crts)、照相機(jī)、麥克風(fēng)、平板(例如，ipads、tablets)、觸摸屏、智能電話、移動(dòng)電話、usbi/o設(shè)備、usb大容量存儲(chǔ)設(shè)備、鍵盤(pán)、計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)、數(shù)字筆、調(diào)制解調(diào)器、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、閃存盤(pán)、閃存驅(qū)動(dòng)器、處理器、服務(wù)器、cds、dvds、圖形卡、專(zhuān)業(yè)的i/o設(shè)備(例如，定序器、光電池、光電倍增管、光學(xué)閱讀機(jī)、傳感器等)、一個(gè)或多個(gè)流通池、液體處理組件、定序器、網(wǎng)絡(luò)接口控制器、rom、ram、無(wú)線傳輸方法和設(shè)備(藍(lán)牙、wifi等)、萬(wàn)維網(wǎng)(www)、互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)和/或另一個(gè)模塊。在一些實(shí)施方案中，本文所述的系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)測(cè)序模塊、分析模塊、處理模塊和數(shù)據(jù)顯示模塊，其用于實(shí)施本文所述的方法。系統(tǒng)模塊的其它非限制的實(shí)例包括：邏輯處理模塊、數(shù)據(jù)組織模塊、擴(kuò)增模塊、樣品處理模塊、樣品純化模塊、標(biāo)準(zhǔn)化模塊、比較模塊、存儲(chǔ)器模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、分類(lèi)模塊、調(diào)整模塊、繪圖模塊、結(jié)果模塊和子模塊或其組合。在一些實(shí)施方案中，數(shù)據(jù)在模塊之間轉(zhuǎn)移，并在其中分析以實(shí)施本文所述的方法。術(shù)語(yǔ)“獲得”、“轉(zhuǎn)移”、“接收”等指數(shù)據(jù)(例如，原始序列數(shù)據(jù)、表觀遺傳序列、表觀遺傳標(biāo)記、細(xì)菌特征、查詢(xún)請(qǐng)求等)在系統(tǒng)內(nèi)模塊、設(shè)備、設(shè)備等之間的移動(dòng)。這些術(shù)語(yǔ)也指樣品和其純化版本的處理(例如，關(guān)于擴(kuò)增、純化和/或測(cè)序模塊)。輸入信息可在接收其處的相同的位置產(chǎn)生，或其可在不同位置產(chǎn)生并傳遞至接收位置。在一些實(shí)施方案中，輸入信息在處理(例如，放置在順從處理(例如，制成表)的格式中)之前修飾。在一些實(shí)施方案中，提供計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，例如，包含具有計(jì)算機(jī)可讀程序代碼在其中具體化的計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，適合執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)方法的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼包括，例如，一般的步驟：(a)從來(lái)自細(xì)菌樣品的核酸獲得表觀遺傳序列數(shù)據(jù)；(b)從表觀遺傳數(shù)據(jù)產(chǎn)生表觀基因組序列或標(biāo)記；(c)比較表觀基因組序列或標(biāo)記與對(duì)照或數(shù)據(jù)庫(kù)；(d)表征所述細(xì)菌樣品。在某些實(shí)施方案中軟件可包含一個(gè)或多個(gè)算法。算法可用于處理表觀遺傳樣品數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)和/或根據(jù)一系列指令提供結(jié)果或報(bào)告。算法通常為用于完成任務(wù)的定義的指令的列表。從初始狀態(tài)開(kāi)始，指令可描述通過(guò)定義的一系列連續(xù)狀態(tài)進(jìn)行的計(jì)算，最后以最終的結(jié)束狀態(tài)結(jié)束。例如，但不限于，算法可為搜索算法、分類(lèi)算法、合并算法、數(shù)值算法、圖形算法、字符串算法、建模算法、計(jì)算的基因組算法、組合算法、機(jī)器學(xué)習(xí)算法、密碼算法、數(shù)據(jù)壓縮算法、分析算法等。在一些實(shí)施方案中，算法或算法集合將數(shù)據(jù)(例如，表觀遺傳數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù))轉(zhuǎn)換成可鑒定的細(xì)菌或細(xì)菌群的特征。本文實(shí)施方案中利用的算法在生物醫(yī)學(xué)篩查、診斷應(yīng)用、生物法醫(yī)學(xué)、藥物發(fā)現(xiàn)、診斷發(fā)展、流行病學(xué)等領(lǐng)域做出改進(jìn)。在某些實(shí)施方案中，算法可通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)。本方法允許快速和精確的表征細(xì)菌劑。方法將毒力、致病性、藥物抗性和表觀基因組測(cè)序方面的生物醫(yī)學(xué)研究leverage到從細(xì)菌核酸提供空前水平的信息的系統(tǒng)和方法中。因此，方法可用于廣泛而多樣的領(lǐng)域。例如，本技術(shù)的商業(yè)用途包括生物醫(yī)學(xué)篩查、診斷應(yīng)用、生物法醫(yī)學(xué)、藥物發(fā)現(xiàn)、診斷發(fā)展、流行病學(xué)等。在一些實(shí)施方案中，本文提供獨(dú)特的表觀遺傳數(shù)據(jù)(例如，表觀基因組序列、表觀基因組標(biāo)記等)的用途以鑒定細(xì)菌或細(xì)菌群和/或以表征同樣多的特定特征。例如，表觀基因組數(shù)據(jù)(例如，表觀基因組序列或標(biāo)記)可用于理解這些甲基化的區(qū)域如何導(dǎo)致物種、菌株、亞株、群體等之間的差別。在一些實(shí)施方案中，表征/比較毒力、入侵、演變、與其它微生物的相互作用、抗生素抗性等的機(jī)制。表觀遺傳標(biāo)記也用于鑒定作為用于診斷學(xué)、治療學(xué)和研究的靶的區(qū)域；并且鑒定靶用于疫苗開(kāi)發(fā)、蛋白質(zhì)識(shí)別機(jī)制、基礎(chǔ)研究以理解蛋白質(zhì)的進(jìn)化方面，以及其如何用在不同應(yīng)用之中。使用本文所描述的系統(tǒng)和方法獲得和分析的表觀遺傳數(shù)據(jù)(例如，表觀基因組序列和/或標(biāo)記)可用于法醫(yī)分析中的物種、菌株、亞株和/或群體的歸因。設(shè)想這些dna標(biāo)記可用于細(xì)菌的實(shí)時(shí)特異性檢測(cè)和表征，然后其源可通過(guò)監(jiān)測(cè)通過(guò)本文系統(tǒng)和方法鑒定和/或組織的序列和/或表觀遺傳差別歸因?？缥锓N、菌株、亞株、群體等的序列/標(biāo)記的詳細(xì)分析將鑒定：表觀遺傳-編碼的毒力因素、抗性機(jī)制、疫苗候選、致病性模式等。在某些實(shí)施方案中，本文的方法可用于法醫(yī)分析，并且可用于鑒定爆發(fā)或生物威脅源、鑒定樣品、分離潛在地具有多個(gè)源的樣品中的核酸、測(cè)定樣品特征等。作為一個(gè)實(shí)例，表觀遺傳數(shù)據(jù)(例如，表觀基因組序列和/或標(biāo)記)可用于確認(rèn)樣品在起源方面是生物的并且不是合成的。當(dāng)前第1頁(yè)12當(dāng)前第1頁(yè)12