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A ferramenta revolucionará estudos genomic funcionais nos clostridium

O genoma do organismo que produz a toxina a mais letal do mundo foi revelado.

Esta toxina é a uma arma real no genoma de botulinum de clostridium e menos de 2 quilogramas - o peso de dois sacos do açúcar - são bastante para matar cada pessoa no planeta. As pequenas quantidades da mesma toxina são usadas muito nos tratamentos médicos, um de que é sabido como Botox.

A seqüência do genoma, relatada na pesquisa do genoma, mostra que C botulinum não tem as ferramentas subtis para iludir nossos defesas humanas ou métodos complicados de adquirir a resistência aos antibióticos. Vive como um esporo dormente ou como um SCAVENGER de materiais animais de deterioração no solo, e não interage com o ser humano ou outros grandes anfitriões animais por períodos de tempo prolongados.

Ocasionalmente obtem em um animal vivo, através do alimento contaminado ou das feridas abertas, conduzindo ao botulismo infantil ou ao botulismo da ferida, ambo são infecções humanas sérias. O anfitrião pode rapidamente ser derrubado e, em alguns casos, matado pela toxina, e por C botulinum tem uma fonte nova do alimento.

“Embora no mesmo grupo que o clostridium - o superbug de Cdiff - C difficile botulinum tem um genoma que fosse notável porque é tão estável, “comentou o Dr. Mohammed Sebaihia, autor principal no papel do instituto de Sanger da confiança de Wellcome. “Ao contrário de Cdiff, em que mais de 10% dos genes foram adquiridos de outras bactérias, não há quase nenhuma pegada destes em C botulinum.”

Há diversos tipos de C botulinum: embora descrito como variações de uma única espécie, são organismos realmente muito diferentes ligados simplesmente porque têm a toxina mortal. Para cada tipo, há igualmente um parente próximo-idêntico mas inofensivo que falte a toxina. Os sporogenes do C. são os não-malignos, perto do gêmeo do organismo arranjado em seqüência.

O professor Mike Bicar, do instituto da pesquisa de alimento, comentou que “é surpreendente que 43% dos genes previstos no genoma botulinum de C são ausentes de outros cinco clostridium arranjados em seqüência, e somente 16% dos genes botulinum de C são comuns a todos os cinco. Nossos resultados sublinham apenas como os clostridium diferentes são de se.”

A toxina botulinum de C para os nervos do trabalho - a base de seu uso na medicina controlar tremores e em tratamentos cosméticos. Para a rapina de seus ataques oportunistas, a morte é rápida. Talvez a ferramenta que a mais importante tem que actuar para fora seus ataques do discrição é sua capacidade para hibernar quando os tempos são duros formando os esporos dormentes.

Mais de 110 de seu grupo de quase 3700 genes estão usados para controlar a formação e a germinação do esporo quando a oportunidade elevara.

De “as mostras botulinum C nós um extremo das maneiras que as bactérias podem fazer ao a maioria dos anfitriões animais,” explicaram o Dr. Juliano Parkhill do instituto de Sanger da confiança de Wellcome. “Alguns organismos usam aproximações subtis, elegante choreographing sua interacção connosco e nossas defesas.

“C botulinum toma a aproximação oposta. Encontra-se na espera e, se obtem a oportunidade, bate seu anfitrião com um malho microbiano. Então come as sobras e coloca-as baixo até que o anfitrião seguinte venha avante.”

A seqüência do genoma é salpicada com genes que produzem enzimas para digerir proteínas e o outro material animal no solo. Igualmente é encontrada, excepcionalmente nesta espécie, uma escala dos genes que permitem que ataque os muitos insecto e outras criaturas pequenas que vivem no solo. Os chitinases produzidos por estes genes podem degradar a embalagem dos insectos e de crustáceos pequenos.

É não somente os animais que podem sentir a cólera de C botulinum, explica o Dr. Sebaihia: “O solo pode ser um ambiente áspero e o alimento pode ser escasso. Para ver fora da competição, C botulinum vem com seu próprio antibiotic - um produto químico chamado o boticin que mata as bactérias de competência.”

As seqüências do genoma podem dizer-nos que muito sobre a biologia do organismo, mas a pesquisa nos clostridium estêve impedido pela falta de um bom sistema genético. O professor Nigel Minton, professor de microbiologia molecular aplicada na universidade de Nottingham, desenvolveu métodos novos para bater para fora genes nos clostridium.

“Mesmo depois décadas da pesquisa, somente um punhado dos mutantes tinha sido feito nos clostridium, e nenhum em C botulinum,” professor Minton explica. “Nós desenvolvemos um sistema altamente eficiente, o ClosTron, com que nós, em alguns meses, fomos batidos para fora sobre 30 genes em quatro espécies clostridial diferentes, incluindo oito em C botulinum. A disponibilidade desta ferramenta deve revolucionar estudos genomic funcionais nos clostridium.”

Este genoma notável, estável demonstra a vasta gama de estratégias usadas pelas bactérias para aumentar suas possibilidades de sobrevivência. Para os clostridium, este varie da aproximação usada pelo C. difficile - a interacção a longo prazo com anfitriões, que envolve iludir o sistema imunitário e opr antibióticos - à aproximação oportunista decidido de C botulinum.