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Les chercheurs fournissent des indices neufs de virulence par l'étude génomique des tensions de charbon

En analysant des séquences génomique de plus de 400 tensions de la bactérie qui entraîne le charbon, les chercheurs ont fourni la première preuve que la gravité - techniquement connue sous le nom de virulence - des tensions spécifiques peut être liée au nombre de copies de certains plasmides qu'ils transportent. Les plasmides sont les structures génétiques de la cellule qui peut se reproduire indépendamment, et sont responsables de produire la toxine de charbon et d'autres facteurs de virulence.

La recherche a constaté que les tensions de bactéries rassemblées des êtres humains et des animaux ont tendu à avoir plus de copies des plasmides de virulence que ceux rassemblés des sources environnementales. La recherche, une collaboration entre les scientifiques à l'Institut de Technologie de la Géorgie et le centres pour le contrôle et la prévention des maladies (CDC), le ramassage de la CDC utilisée de tensions de bacille du charbon ont recueilli commencer de partout dans le monde pendant les années 1950.

« Il y a une hypothèse que le numéro de copie - nombre de copies des plasmides - les jeux qu'un rôle dans la façon dont virulent chaque tension est, » a indiqué Kostas Konstantinidis, un professeur dans l'école du bureau d'études civil et environnemental à l'Institut de Technologie de la Géorgie. « Nous voulons comprendre ce qui sont les tensions plus virulentes, qui sont moins virulentes et ce qui explique la différence. Cette étude fournit la première preuve qu'il y a une différence important dans le numéro de copie de plasmide qui peut être lié à la virulence. Mais plus de recherche est nécessaire pour évaluer cette hypothèse apparaissante. »

La recherche, qui était parrainée par la CDC et le National Science Foundation, était le 14 août rapporté dans les mSystems de tourillon, un tourillon d'accès ouvert de la société américaine pour la microbiologie. Gigas de données impliqués d'étude les plus de 600, qui seront partagés avec d'autres chercheurs travaillant pour comprendre le charbon.

Dans l'anthracis de B., deux plasmides - connus sous le nom de pXO1 et pXO2 - sont des pièces autonomes et indépendantes d'ADN qui codent la toxine et d'autres facteurs de virulence. Dans les bactéries, les plasmides comme ces derniers tendent à déménager autour indépendamment des chromosomes principaux des organismes, et peuvent sauter d'une tension à l'autre par l'intermédiaire des mécanismes génétiques du transfert d'ADN. La résistance aux antibiotiques aux antibiotiques peut également être transférée par le mouvement de plasmide, par exemple. Intéressant, cette étude a constaté que l'exposition de plasmides de charbon a limité l'échange génétique entre les tensions ; en revanche, elles sont héritées de l'ancêtre, assimilé aux chromosomes.

« Ces travail et analyses complémentaires exécutés au tech de la Géorgie et à la CDC sur ces génomes des tensions des anthracis de B. de partout dans le monde aident davantage à définir la diversité globale de ce danger pour la santé, » a dit Alex Hoffmaster, responsable du laboratoire choisi zoonotique de l'agent de la CDC et un co-auteur sur l'article. La « compréhension de plus au sujet des tensions et de leur distribution peut nous aider plus facilement à déterminer si des cas de charbon ont été provoqués par des sources naturelles ou fabriquées par l'homme ainsi nous pouvons répondre comme nécessaire pour protéger la santé publique. »

La recherche pourrait également fournir des informations au sujet d'autres organismes, Konstantinidis a dit. « Au delà de l'anthracis de B., ce travail a pu aider à fournir une meilleure compréhension du potentiel de virulence d'autres organismes transportant les plasmides assimilés. Pouvoir distinguer des tensions plus virulentes et moins plus virulentes est un défi plus grand pour la microbiologie. »

L'étude a commencé par des chercheurs de la Division de la CDC des agents pathogènes et de la pathologie de Haut-Conséquence, qui avaient l'habitude les techniques de la deuxième génération pour ordonnancer de diverses tensions des anthracis de B. L'agence a fourni ses caractéristiques au laboratoire de Konstantinidis au tech de la Géorgie, où l'aide à la recherche Angela Pena-Gonzalez de diplômé a abouti l'analyse de bio-informatique des caractéristiques.

« Nous pouvions employer les caractéristiques de ordonnancement pour prévoir la corrélation du numéro de copie avec la source de chaque tension, » il avons expliqué. « Nous avions l'habitude la longueur entière du plasmide pour prévoir le numéro de copie, et nos résultats ont été basés sur l'analyse des centaines de tensions obtenues à partir de plusieurs sources - êtres humains, animaux et l'environnement - et pas simplement quelques elles. C'était un avantage de notre étude. »

Des techniques analytiques développées au tech de la Géorgie ont permis aux comparaisons entières de génome d'être faites sur les plus de 400 génomes - un défi considérable de la science de caractéristiques. La recherche a indiqué que les génomes d'anthracis de B. ont transporté, en moyenne, 3,86 et 2,29 copies des plasmides pXO1 et pXO2 respectivement, et qu'il y avait une corrélation linéaire positive entre les nombres de copie de deux plasmides.

« La technologie pour faire ce séquençage du génome entier est procurable, mais le traitement des caractéristiques et de l'évaluation n'est pas encore très droit, » Konstantinidis a dit. « L'importance même des caractéristiques requiert un procédé spécifique et une expérience considérable. La voie dont nous avons analysé cette caractéristique n'était pas même il y a des deux ans procurables quand nous avons commencé l'étude. »

Au delà de la corrélation possible du numéro de copie de la virulence, l'étude a également montré que le génome des tensions était étonnant cohérent. « Le travail prouve que ces plasmides sont relativement stables, bien que nous ayons trouvé quelques tensions qui ont eu différentes variétés des plasmides qui semblent avoir atténué la virulence, » il ont dit.

Une prochaine opération serait de vérifier plus plus loin la corrélation possible entre le numéro de copie et la virulence dans les études des animaux.

Konstantinidis espère continuer de collaborer avec la CDC pour gagner une meilleure compréhension de virulence et d'autres facteurs dans le charbon et d'autres organismes qui ont des implications pour la santé publique.

« La CDC a de seuls moyens comme ce ramassage de tensions de charbon, et nous espérons continuer cette collaboration pour le comprendre davantage ce qui est en circuit assortie à ceci et à d'autres agents pathogènes, » avons dit. « Il y a beaucoup d'applications à la santé publique et à améliorer notre compréhension de la biologie fondamentale derrière ces organismes. »

En plus de ceux déjà mentionnés, le travail a compris Luis M. Rodriguez-r de l'école de tech de la Géorgie du bureau d'études civil et environnemental ; et Chung K. Marston, geai E. Gee, Christopher A. Gulvik, Cari B. Kolton, Elke Saile et Michael Frace de la CDC.

Source : https://www.gatech.edu/