Новые модели предсказывают, где будут процветать штаммы E. coli

Биоинженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего использовали геномные последовательности 55 штаммов E. coli для реконструкции метаболического репертуара каждого штамма. Оказалось, что эти реконструкции отлично предсказывают тип среды, где каждый штамм будет процветать.

Их анализ, опубликованный 18 ноября 2013 года в Proceedings of the National Academy of Sciences, может быть полезен для разработки методов контроля смертельных инфекций E. coli и для понимания того, как определенные штаммы бактерий становятся вирулентными.

Метаболические модели могут помочь быстро идентифицировать и охарактеризовать новые, "опасные версии" E. coli, когда они появляются.

Реконструкции описывают все гены, реакции и продукты метаболизма для каждого штамма. Метаболические возможности каждого штамма соответствуют определенным экологическим нишам. Этим же методом можно отличить комменсальные ("дружественные") штаммы E. coli от патогенных.

Исследователи также выявили основную метаболическую сеть, общую для всех штаммов, и все различия в метаболическом содержании между ними. Большинство этих различий связано со способностью расщеплять различные питательные вещества.

Модели также могут идентифицировать штаммы E. coli, у которых отсутствуют гены для синтеза определенных незаменимых соединений, например, ниацина. Это явление, называемое ауксотрофией, часто идет рука об руку с вирулентностью. Выяснение причин такой потери генов может пролить свет на то, как организм становится патогеном.

Успех метаболических моделей побуждает команду применять этот метод к другим бактериям, таким как Staphylococcus aureus.