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OTU y ASV
En una frase
Las OTU (unidades taxonómicas operativas) agrupan secuencias de ADN parecidas, normalmente al 97 % de identidad; las ASV (variantes de secuencia de amplicón) son secuencias exactas, distinguibles incluso por un solo nucleótido.
También se llama: OTU · OTUs · ASV · ASVs · unidad taxonómica operativa · unidades taxonómicas operativas · variante de secuencia de amplicón · variantes de secuencia de amplicón
¿Qué son OTU y ASV?
OTU (operational taxonomic unit, unidad taxonómica operativa) y ASV (amplicon sequence variant, variante de secuencia de amplicón) son dos maneras de convertir millones de lecturas de secuenciación en una lista de «tipos» de microorganismos que se puedan contar. Ambas se usan sobre todo en estudios de amplicones, como la secuenciación del 16S, donde se amplifica y secuencia una región de un gen marcador.
Durante años, el estándar fue agrupar las secuencias en OTU con un umbral del 97 % de identidad. A partir de mediados de la década de 2010 se popularizaron las ASV, que resuelven secuencias exactas.
Cómo funciona
- OTU: las secuencias se agrupan (clustering) si se parecen por encima de un umbral. Así se absorben los errores de secuenciación, pero también se pierden diferencias reales entre organismos cercanos. Las OTU de novo dependen del conjunto de datos analizado: la misma secuencia puede caer en OTU distintas en dos estudios.
- ASV: algoritmos como DADA2 modelan los errores de secuenciación y infieren qué secuencias son reales, con resolución de un solo nucleótido. Como una ASV es la propia secuencia de ADN, sirve de etiqueta estable y comparable entre muestras y estudios.
Callahan, McMurdie y Holmes defendieron en The ISME Journal (2017) que las variantes de secuencia exactas deberían sustituir a las OTU en el análisis de genes marcadores, precisamente por su reproducibilidad y su mayor resolución.
Por qué importa
La elección entre OTU y ASV afecta a los resultados que ve el profesional:
- Cambia el número de «tipos» detectados y, por tanto, la riqueza y la diversidad alfa y beta.
- Condiciona la comparación entre laboratorios: dos informes elaborados con métodos distintos no son directamente equiparables.
- Ninguna de las dos asegura por sí sola una identificación a nivel de especie: eso depende de la región secuenciada, de la longitud de lectura y de la base de datos de referencia.
En la metagenómica shotgun, en cambio, no se trabaja con OTU ni ASV: las lecturas de todo el ADN se asignan directamente a genomas de referencia.
Ejemplo
Un grupo de investigación compara dos estudios de microbiota intestinal. El primero, antiguo, informa de 450 OTU por muestra; el segundo, con DADA2, de 600 ASV. La diferencia no significa que la segunda población tenga más bacterias: refleja en buena parte el método. Para comparar, el equipo reanaliza los datos brutos con el mismo flujo bioinformático.
OTU y ASV en Xenogene
El test de Microbiota Intestinal de Xenogene es un análisis metagenómico con secuenciación Nanopore que, según su ficha, detecta los microorganismos presentes en la muestra de heces y evalúa, entre otros parámetros, la diversidad bacteriana. Conocer la diferencia entre OTU, ASV y asignación metagenómica ayuda al profesional a entender por qué las cifras de diversidad o de número de taxones no se deben comparar directamente con informes de otros laboratorios que usen métodos distintos.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre OTU y ASV?
Una OTU es un grupo de secuencias similares definido por un umbral, normalmente el 97 % de identidad. Una ASV es una secuencia exacta inferida tras corregir los errores de secuenciación, por lo que tiene más resolución y se puede comparar entre estudios.
¿Una OTU equivale a una especie?
No exactamente. El umbral del 97 % se usó como aproximación a especie, pero algunas especies distintas comparten más del 97 % de su gen 16S y otras varían más. Por eso una OTU es una unidad operativa, no una categoría biológica.
¿Se usan OTU o ASV en la metagenómica shotgun?
Normalmente no. OTU y ASV son propias de los estudios de amplicones, como la secuenciación del gen 16S. En la metagenómica shotgun las lecturas se asignan directamente a taxones mediante bases de datos de genomas de referencia.
Términos relacionados
- Secuenciación del gen 16S rRNA
La secuenciación del gen 16S rRNA amplifica y lee un gen marcador presente en todas las bacterias y arqueas para identificar qué grupos hay en una muestra y en qué proporción. Es económica, pero suele resolver a nivel de género y no informa directamente de funciones.
- Diversidad alfa y beta
La diversidad alfa mide la variedad de microorganismos dentro de una muestra (cuántos tipos hay y cómo se reparten); la diversidad beta mide cuánto se diferencian dos o más muestras entre sí.
- Abundancia relativa
La abundancia relativa es la proporción que representa un microorganismo sobre el total detectado en una muestra, expresada normalmente en porcentaje. Indica su peso dentro de la comunidad, no su cantidad absoluta.
- Metagenómica shotgun
La metagenómica shotgun secuencia de forma no dirigida todo el ADN de una muestra, sin amplificar un gen concreto. Permite identificar bacterias, virus de ADN, hongos y parásitos, a menudo hasta especie, y estudiar sus genes funcionales y de resistencia.
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