Геномное исследование 412 штаммов сибирской язвы выявило новые ключи к вирулентности

Анализ геномных последовательностей более 400 штаммов бактерии Bacillus anthracis, вызывающей сибирскую язву, впервые показал, что тяжесть заболевания (вирулентность) может быть связана с количеством копий определённых плазмид в клетке. Плазмиды — это автономные генетические структуры, ответственные за выработку токсина сибирской язвы и других факторов вирулентности.

Исследование, проведённое учёными из Технологического института Джорджии и Центров по контролю и профилактике заболеваний США (CDC), выявило, что штаммы, выделенные от людей и животных, как правило, имеют больше копий вирулентных плазмид, чем штаммы из окружающей среды. В работе использовалась коллекция CDC, собранная с 1950-х годов.

«Существует гипотеза, что число копий плазмид влияет на вирулентность штамма. Это исследование предоставляет первые доказательства значимой разницы в числе копий, которая может быть связана с вирулентностью», — говорит профессор Костас Константинидис.

Исследование, поддержанное CDC и Национальным научным фондом США, опубликовано 14 августа в журнале mSystems.

Ключевые выводы:

• Две плазмиды — pXO1 и pXO2 — кодируют токсин и факторы вирулентности. В среднем, геномы B. anthracis несли 3.86 и 2.29 копии этих плазмид соответственно.
• Обнаружена положительная линейная корреляция между числом копий двух плазмид.
• Плазмиды сибирской язвы оказались относительно стабильными и наследуются от предка, а не активно перемещаются между штаммами.
• Анализ более 600 ГБ данных по 400+ геномам стал возможен благодаря новым биоинформатическим методам, разработанным в Технологическом институте Джорджии.

«Эта работа помогает лучше определить глобальное разнообразие этой угрозы. Понимание штаммов и их распространения может помочь определить, вызваны ли случаи сибирской язвы естественными или искусственными источниками», — отмечает соавтор Алекс Хоффмастер из CDC.

Следующим шагом станет проверка корреляции между числом копий плазмид и вирулентностью в исследованиях на животных. Полученные данные также могут улучшить понимание вирулентности других патогенов, несущих сходные плазмиды.