Облученную сибирскую язву можно секвенировать — быстро

В настоящее время почта, адресованная некоторым правительственным учреждениям, подвергается облучению для уничтожения биологических агентов, в частности спор сибирской язвы. Недостаток этого метода в том, что для идентификации штамма сибирской язвы, что может быть критически важно для лечения инфицированных, требовались жизнеспособные споры. Однако Генри С. Гиббонс, PhD, показал, что полные геномные последовательности можно быстро определить и из облученных спор. Исследование опубликовано 13 ноября в Applied and Environmental Microbiology, журнале Американского общества микробиологии.

В исследовании ученые облучили споры Bacillus atrophaeus — непатогенного штамма, который, как и сибирская язва, образует споры. Использованный штамм имеет ряд генетических мутаций по сравнению с референсным, которые они надеялись обнаружить. Также использовался вакцинный штамм Yersinia pestis (возбудитель чумы), который не образует спор. Облучение разрывает последовательности ДНК на фрагменты. Исследователи провели секвенирование фрагментов, а затем определили их последовательности. Последовательности фрагментов были загружены в компьютер, запрограммированный на восстановление полных последовательностей штаммов.

«Полные последовательности были почти неотличимы от контрольных образцов, — сказал Гиббонс. — Все известные мутации были обнаружены в облученных материалах».

Исследование было мотивировано необходимостью быстрого восстановления микробных сигнатур после преднамеренных выбросов, подобных атакам сибирской язвой в 2001 году, заявил Гиббонс, научный микробиолог Центра химико-биологической защиты армии США «Эджвуд» в Абердинском испытательном полигоне, Мэриленд.

Эти атаки, начавшиеся через неделю после 11 сентября и направленные, в частности, на офисы Конгресса, унесли жизни фоторедактора, двух почтовых работников и двух других людей, став первыми смертями от сибирской язвы в США за 25 лет.

«Быстрое секвенирование облученных материалов с места биопреступления позволит быстро охарактеризовать материал», — сказал Гиббонс. Это может ответить на важные вопросы. Например, геном может содержать кассету устойчивости к лекарствам — важная информация для определения тактики лечения инфекций.

В более общем смысле быстрое секвенирование также может показать, был ли штамм генетически модифицирован, отметил Гиббонс. «Это был один из первых вопросов, заданных во время расследования по делу о сибирской язве. Его задавали, зная, что советская программа разработала некоторые сконструированные патогены». Это также помогло бы определить уровень изощренности преступников, что важно для их поимки.