Генетическое типирование бактерии с биотехнологическим потенциалом

Pseudomonas putida — бактерия, встречающаяся в почве, водной среде и на растениях. Хотя вирулентность Pseudomonas p. (способность заражать хозяина и вызывать заболевание) считается низкой, инфекция у тяжелобольных пациентов может быть смертельной. Штаммы P. putida (также называемые изолятами) обнаруживались в больницах, например, в моче, крови или раневом отделяемом пациентов, и такие клинические изоляты проявляли устойчивость к лекарствам. Кохэй Огура из Университета Канадзава и его коллеги провели секвенирование генов для различных изолятов P. putida, происходящих как из окружающей среды, так и из клинических источников.

Генетическое типирование различных штаммов P. putida позволяет определить, какие из них более вирулентны. Это важно, поскольку P. putida имеет высокую биотехнологическую ценность. Действительно, P. putida — идеальная микробиологическая платформа для «метаболической инженерии», при которой стимулируются избранные биохимические процессы в клетках организма, чтобы они производили больше определённого вещества. (Примеры метаболической инженерии включают промышленное производство пива, вина и сыра.)

Исследователи применили технику, известную как мультилокусное секвенирование типов (MLST) — метод молекулярной биологии для генетического типирования более чем одного локуса (локус — это положение на хромосоме, где находится конкретный ген).

Техника MLST основана на получении последовательностей ДНК нескольких так называемых «генов домашнего хозяйства» — генов, необходимых для поддержания базового функционирования клетки. Для создания валидной схемы MLST обычно требуется около 100 изолятов. Огура и коллеги использовали 106 изолятов, из которых 16 имели средовое происхождение, а 90 — клиническое. Для схемы MLST учёные использовали 8 генов домашнего хозяйства.

Учёные не только получили первую схему MLST для P. putida, но и смогли сделать вывод, что изученные изоляты бактерии являются клоновыми, то есть имеют общее происхождение. При этом исследователи обнаружили, что «наша схема MLST отражает генетическое разнообразие группы P. putida, изолированной как из клинических, так и из природных источников».