發(fā)現(xiàn)肉食細菌的基因組轉(zhuǎn)錄組觸發(fā)器
協(xié)調(diào)在癌癥研究中更常用的全譜分析,休斯頓衛(wèi)理公會的科學(xué)家們從基因組和轉(zhuǎn)錄中檢查了釀酒鏈球菌的肉食菌株。一旦科學(xué)家積累了異常龐大的數(shù)據(jù)集,他們就會用人工智能工具對其進行篩選,并發(fā)現(xiàn)了一種新的毒力機制。除了解釋普通鏈球菌感染如何變成破壞性的肉食性疾病之外,該機制還可以指導(dǎo)開發(fā)疫苗和療法的努力。
“通過了解基因組,轉(zhuǎn)錄組和毒力之間的關(guān)系和相互作用,我們有更大的機會成功地為受感染的患者創(chuàng)建新的疫苗和療法,并找到其他方法來預(yù)防或至少減少多少他們對人類造成的傷害,“休斯頓衛(wèi)理公會病理學(xué)和基因組醫(yī)學(xué)系主任James M. Musser博士說。
一次接受這三種關(guān)系,使Musser的團隊更加了解化膿性鏈球菌如何蜱以及它如何成為病原體并導(dǎo)致疾病。該團隊工作的詳細信息發(fā)表在2月18日的Nature Genetics期刊上,題為“ 人口基因組學(xué),轉(zhuǎn)錄組學(xué)和毒力的綜合分析提供了對化膿性鏈球菌發(fā)病機制的新見解 ”。
“我們對2,101個emm 28個釀膿鏈球菌侵襲菌株的基因組進行了測序,從中我們選擇了492個系統(tǒng)發(fā)育不同的菌株用于轉(zhuǎn)錄組分析,50個菌株用于毒力評估,”該文章的作者寫道。“全基因組關(guān)聯(lián)研究,表達數(shù)量性狀基因座分析,機器學(xué)習(xí)和同基因突變菌株鑒定并證實了基因間區(qū)域的單核苷酸插入缺失,顯著改變了全球轉(zhuǎn)錄物譜和最終的毒力。”
A組鏈球菌是一種在全球每年造成超過7億人感染病例的生物。雖然這些病例大部分都是鏈球菌性喉嚨,大多數(shù)人都患有這種病,但它也是嚴重侵襲性疾病的常見原因。
其中一種疾病是兒童發(fā)燒,它會在分娩后襲擊媽媽及其新生兒。沒有多少人熟悉這個丑陋的,表現(xiàn)為鏈球菌的表兄弟,但它可能會以一種非常惡劣的方式變得嚴重,使受害者無肢或更糟。
特別是許多侵襲性鏈球菌病例和兒童發(fā)燒高發(fā)病率是由A組鏈球菌的M28株引起的。該菌株也是導(dǎo)致人類嚴重侵襲性疾病的前五種最常見的A組鏈球菌菌株之一。因此,該菌株被選為休斯頓衛(wèi)理公會研究的焦點。
“從數(shù)字上看,M28s是人類感染的重要原因,所以我們希望對它有新的認識,因為如果你開始了解分子發(fā)病過程,那么你就有能力開始開發(fā)新的治療和診斷,”馬瑟。“我們現(xiàn)在能夠使用這些非常龐大的數(shù)據(jù)集進行更廣泛的分析,并且使用不同的眼睛來分析它們。
“歷史告訴我們,我們越了解癌細胞如何發(fā)揮作用,我們就能越好地產(chǎn)生抑制它們引起人類疾病的新方法。直到20年前,我們還沒有理解導(dǎo)致癌癥的大多數(shù)遺傳變化。由于對癌癥基因的廣泛研究和分析,我們現(xiàn)在更加詳細地了解這些,“Musser解釋說。“在癌癥中,你可以理解,不僅要分析一個方面,例如癌細胞的基因組,還要分析癌細胞制造的蛋白質(zhì),然后確切地說癌癥是如何入侵的,這一點非常重要。身體的其他部位。“
Musser及其同事在分析A組鏈球菌的毒力時采用了類似的方法。也就是說,他們應(yīng)用了一種綜合策略,這種策略可能普遍適用于任何微生物,并最終導(dǎo)致許多人類病原體的新療法
“我們能夠清楚地顯示關(guān)于A組鏈球菌的M28菌株如何引起感染的新途徑,并且它為我們提供了理解該生物體如何引起母體敗血癥的路線圖,”Musser指出。“這些廣泛的知識讓我們深入了解了人們?nèi)绾伍_始攻擊重要的下游研究,例如開發(fā)一種疫苗或新的治療方法來對抗這種有機體并在將來可能根除它。”
Musser及其同事生成的數(shù)據(jù)將被編目供其他人在基因組學(xué)數(shù)據(jù)庫中使用,這些數(shù)據(jù)庫可在全球范圍內(nèi)獲得。Musser希望通過向其他調(diào)查人員免費提供他的團隊數(shù)據(jù),其他人可能會用新的眼光看待它并看到他的團隊沒有注意到的事情。
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