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Genómica Comparativa para moldar a luz nova em outros micróbios do spirochete

Três séculos depois que um microbiologista Holandês de abertura de caminhos observou primeiramente o denticola oral espiral-dado forma do ON Treponema do micróbio patogénico, os cientistas decifraram a seqüência inteira do ADN da bactéria e usaram a genómica comparativa para moldar a luz nova em outros micróbios do spirochete.

O estudo por cientistas No Instituto para a Pesquisa Genomic (TIGR) e em colaboradores na Faculdade de Baylor da Medicina e no Centro da Ciência da Saúde da Universidade do Texas em Houston encontrou diferenças profundas entre o índice do gene do denticola do T., que é associado com a doença peridental (da goma), e de outros spirochetes que causam a sífilis e a doença de Lyme.

“Isto destaca a potência da genómica comparativa ajudar-nos a compreender como os micróbios patogénicos relacionados podem causar doenças completamente diferentes,” diz Ian Paulsen, que conduziu arranjar em seqüência junto com o pesquisador companheiro Rekha Seshadri de TIGR. Paulsen diz que o genoma do denticola do T. “fornece um ponto de referência excelente para estudar a biologia do spirochetes.”

Os pesquisadores encontraram que o denticola do T. tem mais de duas vezes tantos como genes como o spirochete que causa a sífilis, T. pallidum, e esse lá não são virtualmente nenhuma conservação do pedido do gene (synteny) entre os genomas dos dois micróbios relativos. Os autores dizem que indica que a divergência dos dois spirochetes' de um antepassado comum “era um evento antigo” em contraste com a divergência mais recente de muitos outros grupos de bactérias de seus parentes ancestrais.

O estudo do genoma é esperado ajudar cientistas a encontrar mais sobre como os micróbios patogénicos orais interagem na chapa dental para causar a doença de goma. O denticola do T. tende a agregar em tal chapa subgingival com gingivalis de Porphyromonas, uma bactéria que seja associada com o periodontitis, uma doença de goma que afecte 200 milhão Americanos calculados. Ter os genomas completos de ambos os micróbios ajudará pesquisa o estudo suas interacções e fornece possivelmente indícios moleculars para encontrar alvos para que as drogas tratem a doença de goma.

Os cientistas e os colaboradores de TIGR arranjaram em seqüência o genoma de gingivalis do P. no ano passado e agora estão decifrando os genomas outras de seis bactérias da oral-cavidade e estão conduzindo um ensaio “meta-genomic” de micróbios da boca. Das 500 espécies microbianas calculadas na boca humana, somente aproximadamente 150 espécies foram cultivadas nos laboratórios.

“A seqüência do genoma revela os mecanismos usados pelo denticola do T. para colonizar e para sobreviver no ambiente complexo de biofilms orais,” diz Seshadri, primeiro autor do estudo. Os colaboradores de TIGR no estudo de PNAS incluíram Steven J. Norris no Centro da Ciência da Saúde de UT em Houston e George M. Weinstock na Faculdade de Baylor do Departamento da Medicina da Genética Molecular e Humana.

No papel de PNAS, os pesquisadores relataram que o genoma do denticola do T. “reflecte suas adaptações para a colonização e a sobrevivência” com outras bactérias na chapa. Comparado ao outro spirochetes (que inclui umas 60 outras espécies treponomal calculada ou os phylotypes encontradas na chapa dental), o denticola do T. é relativamente fácil de cultivar genetically e manipular, fazendo lhe um modelo excelente para a pesquisa do spirochete.

Os Spirochetes são distinguidos por suas formas espirais e por sua capacidade corkscrew completamente sua maneira gel-como os tecidos, causando um número de doenças diferentes. O pai da microbiologia, Antonie camionete Leeuwenhoek, tinha esboçado primeiramente um spirochete oral - denticola nomeado mais atrasado do T. - após ter visto o através de seu microscópio primitivo nos 1670s. Mesmo depois três séculos, contudo, os spirochetes são compreendidos deficientemente em contraste com muitos outros tipos principais de bactérias.

Até agora, TIGR arranjou em seqüência os genomas completos de três spirochetes: Denticola do T.; T. pallidum, que causa a sífilis; e burgdorferei de Borellia, que causa a doença de Lyme. O genoma de um quarto spirochete, interrogans do Leptospira, que causasse a doença Leptosporisis, foi arranjado em seqüência no Centro Nacional Chinês do Genoma Humano.

A análise comparativa de TIGR encontrou que sobre a metade de denticola do T. 2.786 genes não estão actuais em outros três spirochetes arranjados em seqüência. Os 618 genes que todos os quatro spirochetes têm na terra comum incluem alguns genes que não são encontrados em outros tipos de micróbios cujos os genomas foram arranjados em seqüência.

“Ter as seqüências do genoma de diversos spirochetes fornece uma oportunidade notável de estudar a evolução,” diz Norris, que diz que todos os spirochetes são primos mesmo que vivam em uma grande variedade de ambientes, incluindo a lama, os moluscos, a entranhas da térmita, os tiquetaques, e os seres humanos. Comparando as seqüências do ADN de mais spirochetes, diz, “nós podemos poder obter na raiz do que faz uma doença da causa da bactéria, viva livre no ambiente, ou mesmo seja benéfico a seu anfitrião.”

Claire M. Fraser, presidente de TIGR, diz que os dados da seqüência “fornecem um ponto de partida novo” explorando as diferenças moleculars que podem explicar porque e como denticola do T. e causa pallidum do T. tais doenças diferentes: “Este estudo revelaram introspecções novas na biologia spirochete-específica assim como as forças evolucionárias que deram forma a estes genomas.”

O Instituto para a Pesquisa Genomic (TIGR) é um instituto de investigação sem fins lucrativos baseado em Rockville, Maryland. TIGR, que arranjou em seqüência o primeiro genoma completo de um organismo pródigo em 1995, estêve no pelotão da frente da revolução genomic desde que o instituto foi fundado em 1992. TIGR conduz a pesquisa que envolve a análise estrutural, funcional, e comparativa dos genomas e dos produtos do gene nos vírus, nas bactérias, no archaea, e nos eukaryotes.