Новый анализ ДНК обеспечивает первую точную геномную сборку туберкулёза
Исследователи разработали новый инструмент для сборки геномов, который может ускорить разработку методов лечения туберкулёза и других бактериальных инфекций.
Новый инструмент, создавший улучшенную геномную карту одного штамма туберкулёза, должен сделать то же самое для других штаммов и типов бактерий. Результаты опубликованы в Nature Communications.
Mycobacterium tuberculosis, бактерия, вызывающая туберкулёз, инфицирует около четверти населения мира и убила 1,6 миллиона человек в 2021 году (данные ВОЗ). Существующие медицинские меры ограничены вакциной столетней давности, снижающей риск заражения на 20%, и 4–6 месяцами приёма сильных антибиотиков, которые иногда оказываются неэффективными.
«Ключ к победе над этой болезнью — понять её, а ключ к пониманию лежит в её ДНК», — сказал старший автор исследования Дэвид Алланд. — «Мы надеемся, что наш новый конвейер предоставит исследователям по всему миру информацию, необходимую для создания более быстрых и эффективных методов лечения и, в идеале, полностью эффективной вакцины».
Учёные впервые секвенировали геном одного штамма туберкулёза — H37Rv — в 1998 году, но так и не смогли получить полную и точную последовательность, которая бы максимизировала шансы на искоренение болезни, — до сих пор.
Новый конвейер, названный Bact-Builder, объединяет распространённые программы сборки геномов с открытым исходным кодом в новый и простой в использовании инструмент, свободно доступный на GitHub.
Обычно учёные секвенируют новые бактериальные геномы, разрезая большие фрагменты ДНК на мелкие, быстро сканируемые части, а затем используют референсную последовательность (например, H37Rv) для правильного совмещения всех полученных данных. Однако сборка геномов без референса, как это делает Bact-Builder с данными от секвенаторов MinION, позволяет исследователям идентифицировать гены, присутствующие в клинических штаммах, но отсутствующие в референсе.
Последовательность туберкулёза, созданная Bact-Builder, содержит примерно на 6400 пар оснований больше информации, чем старый референс, и, что важнее, идентифицирует новые гены и фрагменты генов, отсутствовавшие в старом референсе.
«Даже просто публикация полностью точного генома для референсного штамма H37Rv, который используется в сотнях исследований в год, должна значительно помочь исследованиям туберкулёза», — отметил Алланд.
Наличие простого способа точно секвенировать все штаммы ещё важнее, добавил он, «потому что сравнение штаммов должно дать ответы на многие жизненно важные вопросы: почему одни штаммы заразнее других? Почему одни вызывают более серьёзное заболевание? Почему некоторые штаммы труднее вылечить? Ответы на все эти вопросы, которые могут помочь нам разработать лучшие методы лечения и вакцины, содержатся в генетическом коде, но для их поиска нужен точный инструмент».