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Genómica Comparativa para echar la nueva luz en otros microbios del spirochete

Tres siglos después de que un microbiólogo Holandés pionero primero observó el denticola oral espiral-dado forma del ON Treponema el patógeno, los científicos han descifrado la serie entera de la DNA de la bacteria y han utilizado genómica comparativa para echar la nueva luz en otros microbios del spirochete.

El estudio de los científicos en El Instituto para la Investigación Genomic (TIGR) y los colaboradores en la Universidad de Baylor del Remedio y el Centro de la Ciencia de la Salud de la Universidad de Texas en Houston encontró diferencias profundas entre el contenido del gen del denticola del T., que se asocia a enfermedad periodontal (de la goma), y de otras espiroquetas que causan sífilis y la enfermedad de Lyme.

“Esto destaca la potencia de la genómica comparativa de ayudarnos a entender cómo los patógeno relacionados pueden causar enfermedades totalmente diversas,” dice a Ian Paulsen, que llevó la secuencia junto con el investigador compañero Rekha Seshadri de TIGR. Paulsen dice que el genoma del denticola del T. “proporciona a una punta de la referencia excelente para estudiar la biología de la espiroqueta.”

Los investigadores encontraron que el denticola del T. tiene más de dos veces tantos genes como el spirochete que causa sífilis, T. pallidum, y ese allí no son virtualmente ninguna protección de la orden del gen (synteny) entre los genomas de los dos microbios relacionados. Los autores dicen que indica que divergencia de las dos espiroquetas la' de un antepasado común “era una acción antigua” en contraste con la divergencia más reciente de muchos otros grupos de bacterias de sus parientes ancestrales.

Se prevee que el estudio del genoma ayude a científicos a descubrir más sobre cómo los patógeno orales obran recíprocamente en placa dental para causar la enfermedad de las encías. El denticola del T. tiende a agregar en tal placa subgingival con los gingivalis de Porphyromonas, una bacteria que se asocie a periodontitis, una enfermedad de las encías que afecte a 200 millones de Americanos estimados. Tener los genomas completos de ambos microbios ayudará investiga estudio sus acciones recíprocas y proporciona posiblemente a pistas moleculares para encontrar las metas para que las drogas traten la enfermedad de las encías.

Los científicos y los colaboradores de TIGR ordenaron el genoma de los gingivalis del P. el año pasado y ahora están descifrando los genomas de seis otras bacterias de la oral-cavidad y están conducto un análisis “meta-genomic” de los microbios de la boca. De las 500 especies microbianas estimadas en la boca humana, solamente cerca de 150 especies se han cultivado en laboratorios.

“La serie del genoma revela los mecanismos usados por denticola del T. para colonizar y sobrevivir en el ambiente complejo de biofilms orales,” dice Seshadri, el primer autor del estudio. Los colaboradores de TIGR en el estudio de PNAS incluyeron Steven J. Norris en el Centro de la Ciencia de la Salud de UT en Houston y a George M. Weinstock en la Universidad de Baylor del Departamento del Remedio de la Genética Molecular y Humana.

En el papel de PNAS, los investigadores señalaron que el genoma del denticola del T. “refleja sus adaptaciones para la colonización y la supervivencia” con otras bacterias en placa. Comparado a la otra espiroqueta (60 otras especies treponomal estimada incluyendo o los phylotypes encontrados en placa dental), el denticola del T. es relativamente fácil de cultivar y de manipular genético, haciéndole un modelo excelente para la investigación del spirochete.

Las Espiroquetas son distinguidas por sus dimensiones de una variable espirales y su capacidad de volar en espiral su manera a través de los tejidos tipo gel, causando varias diversas enfermedades. El padre de la microbiología, Antonie van Leeuwenhoek, primero había bosquejado un spirochete oral - denticola nombrado posterior del T. - después de verlo a través de su microscopio primitivo en los 1670s. Incluso después tres siglos, sin embargo, las espiroquetas son mal entendidas en contraste con muchos otros tipos importantes de bacterias.

Hasta ahora, TIGR ha ordenado los genomas completos de tres espiroquetas: Denticola del T.; T. pallidum, que causa sífilis; y burgdorferei de Borellia, que causa la enfermedad de Lyme. El genoma de un cuarto spirochete, interrogans de la Leptospira, que causa la enfermedad Leptosporisis, fue ordenado en el Centro Nacional Chino del Genoma Humano.

El análisis comparativo de TIGR encontró que sobre la mitad de los denticola del T. 2.786 genes no están presentes en las otras tres espiroquetas ordenadas. Los 618 genes que las cuatro espiroquetas tienen en campo común incluyen algunos genes que no se encuentren en otros tipos de microbios cuyos se han ordenado genomas.

“Tener las series del genoma de varias espiroquetas proporciona a una oportunidad notable de estudiar la evolución,” dice a Norris, que dice que todas las espiroquetas son primos aunque viven en una amplia variedad de ambientes, incluyendo barro, almejas, tripa de la termita, señales, y seres humanos. Comparando las series de la DNA de más espiroquetas, él dice, “podemos poder conseguir en la raíz de qué hace una enfermedad de la causa de la bacteria, viva libremente en el ambiente, o aún sea beneficioso a su ordenador principal.”

Claire M. Fraser, presidente de TIGR, dice que los datos de la serie “proporcionan a un nuevo punto de partida” para explorar las diferencias moleculares que pueden explicar porqué y cómo denticola del T. y causa pallidum del T. tales diversas enfermedades: “Este estudio ha revelado nuevos discernimientos en biología spirochete-específica así como las fuerzas evolutivas que han dado forma estos genomas.”

El Instituto para la Investigación Genomic (TIGR) es un instituto de investigación sin ánimo de lucro basado en Rockville, Maryland. TIGR, que ordenó el primer genoma completo de un organismo disipado en 1995, ha estado en la vanguardia de la revolución genomic desde que fundaron al instituto en 1992. TIGR conducto la investigación que implica el análisis estructural, funcional, y comparativo de genomas y de productos del gen en virus, bacterias, archaea, y eucariotas.