Маркеры ДНК помогают отличить безвредные бактерии от смертельно опасных

Возбудитель туляремии, или "кроличьей лихорадки", Francisella tularensis, использовался в качестве биологического оружия в прошлом и считается потенциальной угрозой. Исследователи из Лос-Аламосской национальной лаборатории изучают род Francisella, чтобы использовать маркеры ДНК для идентификации родственных, но относительно безвредных видов и отличия их от патогенной F. tularensis.

"Это масштабное исследование примечательно использованием 31 общедоступного генома, а также отдельных генов примерно 90 дополнительных изолятов", — заявила ведущий автор Шерил Куске. Работа опубликована в журнале Applied and Environmental Microbiology (AEM).

Исследование является частью программы лаборатории по энергетической безопасности. "Мы провели стандартные сравнения одного и нескольких генов, а также полногеномные подходы, и выявили потенциальные факторы вирулентности для различения новых видов. Благодаря координации с Центрами по контролю и профилактике заболеваний (CDC) у нас теперь есть основа для идентификации новых изолятов или обнаружений в окружающей среде, даже если доступна лишь частичная информация", — пояснила Куске.

Люди могут легко заразиться туляремией при контакте с инфицированными животными (кроликами, кошками, грызунами) или их переносчиками (клещами, блохами). Болезнь проявляется в различных формах: лихорадка с болью в суставах, пневмония или абдоминальные симптомы. По данным CDC, летальность в зависимости от формы составляет от 2% до 24%. Из-за тяжести заболевания туляремия является подлежащей регистрации, а её возбудитель, наряду с сибирской язвой и чумой, считается биологическим оружием.

С помощью детального сравнения геномов, алгоритмов выравнивания последовательностей и других биоинформатических инструментов команда Лос-Аламоса выявила признаки, отличающие F. tularensis от других клинических и экологических изолятов Francisella. Это создаёт базу знаний для сравнения с новыми последовательностями из клинических или экологических исследований.

"Для жителей регионов, таких как юго-запад США, где вспышки туляремии являются эндемичными и потенциально смертельными, наличие большего количества инструментов идентификации чрезвычайно ценно", — отметила Куске. Распространение этих изолятов является глобальным, что указывает на всемирное распространение организмов Francisella, обитающих в рыбах, клещах и различных природных источниках.

Команда определила четыре новые видовые группы внутри рода:

• Francisella opportunistica — оппортунистический патоген для пациентов с ослабленным иммунитетом.
• Francisella salina и Francisella uliginis — экологические изоляты из прибрежной морской воды возле Галвестона, Техас.
• Francisella frigiditurris — изолят из воды градирни в Калифорнии.