A Deadly E. Coli génszekvenciája meglepően dinamikus genomot tár fel

A Deadly E. Coli génszekvenciája meglepően dinamikus genomot tár fel
A Deadly E. Coli génszekvenciája meglepően dinamikus genomot tár fel
Anonim

Egy halálos típusú Escherichia coli baktérium nemrég elkészült genomszekvenciája azt sugallja, hogy a mikroba gyakran új DNS-t vesz fel más baktériumoktól és bakteriális vírusoktól, beleértve azokat a géneket is, amelyek segíthetnek megmagyarázni, hogy ez a szervezet miért rendkívül virulens, és miért nehéz néha elpusztítani. csemege. Az Országos Allergia és Fertőző Betegségek Intézete (NIAID) által támogatott szekvenálási projekt eredményeiről a Nature január 25-i számában számolunk be.

A szekvenált élelmiszer eredetű E. coli O157:H7 jelzésű típusa világszerte fenyegetést jelent a közegészségügyre, és a közelmúltban sok vérzéses vastagbélgyulladás (fájdalmas, véres hasmenés) kitörését és számos veseelégtelenség miatti halálesetet váltott ki., a University of Wisconsin-Madison (UW-Madison) Genome Center projektvezetői szerint.Az Egyesült Államokban évente közel 75 000 O157:H7 által okozott fertőzés fordul elő szennyezett élelmiszereken keresztül, és ezek a fertőzések a 10 év alatti gyermekekre és az idősekre a legveszélyesebbek. Egy jól ismert amerikai járvány 1982-ben, amely a fertőzött hamburgerhúshoz kapcsolódott, az O157:H7 azonosításához vezetett. Tavaly nyáron a wisconsini Milwaukee-ban kitört járvány 60 esetet és egy 3 éves gyermek halálát eredményezte.

"Az E. coli O157:H7 az egyik legveszélyesebb kórokozó, amely élelmiszer- és vízkészletünket fenyegeti" - mondja Anthony S. Fauci, M.D., a NIAID igazgatója. "Nagyon szükség van az E. coli O157:H7 fertőzések diagnosztizálására, kezelésére és megelőzésére szolgáló jobb módszerekre. Ez az új információ fontos támpontot ad a tudósoknak, akik azon dolgoznak, hogy csökkentsék ennek a fontos kórokozónak az emberi és gazdasági terheit."

Amikor a kutatók összehasonlították a káros E. coli több mint 5000 génjét egy korábban szekvenált és ártalmatlan laboratóriumi törzsével, azt találták, hogy az O157:H7 több mint 1000 gént tartalmaz, amelyek a másik törzsből hiányoztak.Úgy tűnik, hogy ezen új gének közül sok más baktériumból került át bakteriális vírusok útján, ami azt jelzi, hogy az evolúciós idők során az E. coli sokkal nagyobb arányban szerez idegen géneket, mint más szervezetek.

„Rengeteg váratlan különbséget találtunk a két E. coli-típus között” – mondja Nicole T. Perna, a vezető szerző, Ph.D., az UW-Madison „olyan dolgokat, amilyeneket korábban soha nem láttak., és olyan dolgok, amelyeket nem is gondoltunk volna, hogy keressünk." Az E. coli és közeli rokonai genetikai változatossága segíthet megmagyarázni az általuk okozott emberi betegségek sokféleségét.

"Ez a baktérium érdekes génekkel van tele" - mondja az UW-Madison kutatócsoport vezetője, Frederick R. Blattner, Ph.D. Az E. coli többféle módon juthat új génekhez, magyarázza, de az új kutatás különösen a bakteriofágoknak nevezett vírusokra mutat rá, amelyek csak baktériumokat fertőznek meg. A bakteriofágok genetikai anyagukat a bakteriális DNS-be helyezik be. Néhány ilyen vírusgén, amelyeket eredetileg más baktériumoktól szereztek be az E.coli környezetében előnyösnek bizonyulhat. Az új gének gyorsan terjedhetnek az E. coli populáción keresztül a konjugációnak nevezett folyamat révén, amelynek során a baktériumok közvetlenül kicserélik a DNS-t. "Azt találtuk, hogy a genomiális darabok folyamatosan keverednek, így bármelyik törzs a rendelkezésre álló teljes tartomány egy részét tartalmazza" - mondja Dr. Blattner. "Az elérhető gének e nagyobb készletét patoszférának neveztük."

Néhány új gének hozzájárulhatnak a szervezet virulenciájához. Az E. coli két ismert Shiga toxint termel, amelyek végzetes vesekárosodást okozhatnak. A genomszekvencia kezdeti elemzése azonban azt mutatja, hogy számos új gén, amelyeket valószínűleg vírusok inszertáltak, valószínűleg toxinképző gének is. Ezek a gének hasonlónak tűnnek más patogén organizmusok ismert toxingénjeihez.

Az új gének azt is segítik megmagyarázni, hogy az E. coli O157:H7 fertőzések néha miért nehezen kezelhetők – mondja Guy Plunkett III, Ph.D., az UW-Madison genetikusa.Ennek az az oka, hogy az E. coli ellen használt bizonyos antibiotikumok valóban serkenthetik a vírussal fertőzött baktériumokat, hogy több vírust és vírusmérget termeljenek. "Az antibiotikumok megölik az E. colit, de haláltusájukban a baktériumok több ilyen méreganyagot bocsátanak ki" - magyarázza Dr. Plunkett. "Tehát a betegség kezelése során valóban súlyosbíthatja a problémát."

Az újonnan felfedezett E. coli gének egy másik készlete lehetővé teheti a baktériumok számára, hogy ellenálljanak a láznak, ami a szervezet fertőzésekkel szembeni védekezésének egyike, mondja Dr. Plunkett. Ennek ellenére semmi sem védi meg a mikrobát az alapos főzés magasabb hőmérsékletétől.

A genom szekvenálása azonban többet tett, mint hogy felfedje, mennyire kemény ez a szervezet. A szekvenálás jóval több genetikai markert – a baktériumok azonosítására használható DNS-szegmenst – adott a tudósoknak, mint korábban ismert volt – mutat rá Dr. Perna. Ennek az információnak lehetővé kell tennie a tudósok számára az E. jelenlétének kimutatását.coli könnyebben, akár emberben, akár potenciálisan szennyezett élelmiszerben van.

Ezen túlmenően az új genetikai információnak segítenie kell a kórokozó elleni állati vakcina létrehozására irányuló erőfeszítéseket, mondja Dennis Lang, Ph.D., a NIAID bélbetegségek programért felelős munkatársa. Egy ilyen vakcina csökkentheti vagy megszüntetheti az E. coli fertőzést szarvasmarhákban vagy más állatokban, így korlátozva a későbbi humán expozíciót, magyarázza Dr. Lang. Az emberi vakcina kevésbé lenne hasznos, de segíthet megakadályozni az emberről emberre való terjedést a nagy, élelmiszer-eredetű járványok során, mondja Dr. Lang.

A kutatók egy új, optikai térképezésnek nevezett technikát alkalmaztak, amelyet David C. Schwartz, szintén az UW-Madison Genome Center társszerzője, Ph.D. talált ki az E. coli génszekvencia megszervezésére. Az optikai térképezés során a tudósok fluoreszcens mikroszkóp segítségével fényképeznek és mérnek egy speciálisan elkészített DNS-molekulát, ami lehetővé teszi számukra, hogy gyorsabban meghatározzák annak méretét és szerkezetét. A Nemzeti Humán Genom Kutatóintézet (NHGRI) biztosította az optikai térképezési módszerek kidolgozását.

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei