Секвенирование генома раскрывает генетическое разнообразие бактерий, вызывающих язву Бурули

Новое исследование закладывает основу для разработки экономичного инструмента изучения популяционной структуры и распространения Mycobacterium ulcerans — возбудителя язвы Бурули. Учёные из Швейцарского института тропиков (Базель, Швейцария) и Мемориального института медицинских исследований Ногучи (Легон, Гана) разработали методы SNP-типирования для систематического профилирования генетического разнообразия изолятов M. ulcerans путём секвенирования и сравнения геномов отобранных штаммов.

Результаты, опубликованные 11 сентября в журнале открытого доступа PLoS Pathogens, показывают, что бактериальные штаммы из эндемичных по язве Бурули регионов являются клонально родственными, но могут быть различимы по нескольким однонуклеотидным полиморфизмам (SNP), распределённым по геному. SNP — это вариации последовательности ДНК, возникающие, когда точковые мутации закрепляются в популяции.

Язва Бурули — это некротизирующее заболевание кожи, поражающее в основном детей и молодёжь в Западной Африке, но также встречающееся в Азии, Западной части Тихого океана и Латинской Америке. Возбудитель тесно связан с микобактериями, вызывающими туберкулёз и лепру, что делает язву Бурули третьим по распространённости микобактериальным заболеванием. Способ передачи M. ulcerans изучен плохо, отчасти потому, что стандартные методы молекулярного типирования не обладают разрешением, необходимым для детального микроэпидемиологического анализа.

После публикации первой последовательности генома сравнительное секвенирование геномов дополнительных штаммов показало, что более вирулентная классическая линия M. ulcerans, обнаруженная в Африке, отделилась от предковой линии, найденной в Азии и Южной Америке, около 500 000 лет назад. Хотя штаммы из разных эндемичных регионов Африки являются клонально родственными, секвенирование генома, проведённое исследователями, теперь выявило SNP, которые дифференцируют изоляты.

На основе обнаруженных SNP исследователи разработали методы SNP-типирования и смогли разделить коллекцию изолятов M. ulcerans на SNP-гаплотипы. Молекулярное профилирование изолятов болезни на основе этих генетических маркеров позволило исследователям проследить передачу вариантов в пределах ограниченного эндемичного по язве Бурули района Ганы. Эти результаты позволяют предположить, что передача язвы Бурули носит очаговый характер, то есть локальные генетические варианты не распространяются быстро на большие расстояния.

Для разработки комплексного метода тонкого типирования и получения дальнейшего представления об эволюции M. ulcerans потребуется секвенирование геномов большего числа изолятов M. ulcerans со всего мира. Ожидается, что молекулярное типирование изолятов на основе SNP теперь поможет разгадать загадку передачи M. ulcerans.

Источник: Qi W, Käser M, Roltgen K, Yeboah-Manu D, Pluschke G (2009) Genomic Diversity and Evolution of Mycobacterium ulcerans Revealed by Next-Generation Sequencing. PLoS Pathog 5(9): e1000580. doi:10.1371/journal.ppat.1000580