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Gli Scienziati sviluppano la nuova tecnica per analizzare le popolazioni batteriche

Gli Scienziati dalla Scuola di Medicina di Icahn al Monte Sinai hanno sviluppato una nuova tecnica a più precisamente analizzano le popolazioni batteriche, per rivelare i meccanismi epigenetici che possono determinare la virulenza. I nuovi metodi tengono la promessa di un nuovo strumento potente compensare la sfida crescente di resistenza a antibiotici dagli agenti patogeni batterici. La ricerca è stata pubblicata oggi nelle Comunicazioni della Natura del giornale ed è stata condotta in collaborazione con il Centro Medico di Langone di New York University e Brigham e l'Ospedale delle Donne della Facoltà di Medicina di Harvard.

Il contenuto di informazioni del codice genetico in DNA non è limitato alla sequenza di nucleotide primaria di A, dei G, delle C e delle T. Le Diverse basi del DNA possono chimicamente essere modificate, con le conseguenze funzionali significative. Nel regno batterico, le modifiche basse più prevalenti sono sotto forma di methylations del DNA, specificamente ai residui della citosina e dell'adenina. Oltre la loro partecipazione alla difesa ospite, la prova aumentante suggerisce che queste modifiche egualmente svolgano i ruoli importanti nella regolazione genica, nella virulenza e nella resistenza a antibiotici.

Il gruppo di ricerca ha impiegato il sistema di PacBio® RS II dalle Scienze Biologiche Pacifiche, che possono raccogliere simultaneamente i dati sulle modifiche basse mentre raccolgono i dati di sequenza del DNA. La singola molecola di PacBio, ordinamento in tempo reale permette alla rilevazione di N6-methyladenine ed a 4 methylcytosine, due tipi importanti di modifiche del DNA che comprendono il methylome batterico. Tuttavia, i metodi attuali per lo studio dei methylomes batterici contano di un su un consenso livello della popolazione che mancano della risoluzione unicellulare richiesta per osservare l'eterogeneità epigenetica.

“Abbiamo creato una tecnica per la rilevazione e la sincronizzazione della metilazione del DNA al singolo livello della molecola. Abbiamo trovato che una popolazione batterica clonale tipica che altrimenti sarebbe stata considerata omogenea facendo uso delle tecniche convenzionali ha sottopopolazioni epigenetico distinte con differenti reticoli di espressione genica„ ha detto la Zanna, il Ph.D., l'assistente universitario della genetica e la genomica del Gruppo alla Scuola di Medicina di Icahn al Monte Sinai ed all'autore senior dello studio. “Poichè l'eterogeneità fenotipica all'interno di una popolazione batterica può aumentare il suo vantaggio della sopravvivenza nell'ambito dello sforzo condiziona quale il trattamento antibiotico, questa nuova tecnica abbastanza sta promettendo per il trattamento futuro degli agenti patogeni batterici, poichè permette alla rilevazione di de novo ed alla caratterizzazione di eterogeneità epigenetica in una popolazione batterica.„

I ricercatori hanno studiato sette ceppi batterici, dimostranti la nuova tecnica rivela i tipi distinti di eterogeneità epigenetiche. Per i pilori di Helicobacter, un batterio patogeno che colonizza oltre 40 per cento della popolazione mondiale ed è associato con cancro gastrico, il gruppo ha scoperto che l'eterogeneità epigenetica può emergere rapidamente come disaccordi di un unicellulare e le sottopopolazioni differenti con i reticoli distinti di metilazione hanno reticoli distinti di espressioni geniche. Ciò può contribuire alla tariffa aumentante di resistenza a antibiotici dei pilori di Helicobacter.

“L'applicazione di questa nuova tecnica permetterà ad una caratterizzazione più completa delle funzioni di metilazione del DNA e del loro impatto sulla fisiologia batterica. Risolvendo le modifiche del nucleotide alla singola molecola, scelga il livello del nucleotide, particolarmente una volta integrato con l'altra singola molecola o singoli di dati livelli della cella, quale l'espressione della proteina e del RNA, contribuiranno a risolvere le relazioni regolarici che governano i fenotipi di ordine superiore quale farmacoresistenza„ hanno detto Eric Schadt, Ph.D., fondante Direttore dell'Istituto di Icahn e del professor di genomica alla Scuola di Medicina di Icahn al Monte Sinai. “L'approccio che ci siamo sviluppati può anche essere usato per analizzare i Virus a DNA ed il DNA mitocondriale umano, di cui tutt'e due presentano l'eterogeneità epigenetica significativa.„

Sorgente: L'Ospedale di Monte Sinai/Scuola di Medicina di Monte Sinai