使用一种新的基因测序技术, 太阳城网赌平台太阳城官网人员发现,同一种细菌的两种菌株在对抗一种常见抗生素时,它们的基因及其潜在的遗传网络大多不同, 指出有必要为不同的细菌种类及其内的菌株开发抗生素敏感性档案.

两系的太阳城官网 链球菌引起的肺炎 发现每一种都能通过不同的基因抵抗常见的抗生素达托霉素, 包括那些支撑细胞膜的细胞, 钾吸收, 以及细菌中的蛋白质周转, 太阳城官网人员在领先的微生物学杂志上发表了太阳城官网报告 PLOS病原体.

超过一半的抑制一种菌株对抗生素敏感性的敏感性基因对另一种菌株没有影响, 该团队报告说.

基因网络
太阳城网赌平台生物学家蒂姆·范·奥皮宁和计算机科学家jossour Bento揭示了不同菌株是如何利用不同的基因群来抵抗抗生素的. 他们的方法图, 排名, 并确定抗生素敏感功能存在于S. 肺炎. 上图描绘了菌株特异性达托霉素对T4 (A)和19F (B)的敏感性曲线。. (PLOS病原体)

“与普遍持有的信念和期望相反, 我们表明,同一种细菌的不同菌株可能以完全不同的方式对同一种抗生素产生反应,太阳城网赌平台生物学助理教授蒂姆·范·奥皮宁说, 该报告的主要作者. “这些不同的反应使得预测细菌的耐药性如何演变变得困难.” 

S. 肺炎 每年导致全世界数百万人死亡的疾病, 尤其是年轻人和老年人. 虽然抗生素仍然是一种重要的治疗选择, 耐抗生素链球菌菌株的出现使数百万人更容易受到可能致命的感染.

蒂姆·范·奥皮宁
蒂姆·范·奥皮宁(加里·韦恩·吉尔伯特)

在5年的资助下, 一千万美元的国家卫生太阳城官网院拨款, 范Opijnen, 计算机科学助理教授约瑟夫·本托, 他们的同事进行了一项“全基因组”太阳城官网,以确定药物在大脑的哪个部位产生压力 S. 肺炎 基因组. 太阳城官网人员使用了转座子测序, 或Tn-Seq, 这是一项由范Opijnen开发的技术,可以快速梳理细菌中数百万个基因序列和单个基因功能.

除了, 该项目使用分析工具来解开潜在的基因组网络,以揭示两种菌株在遗传相互作用和遗传活性转录调节方面的进一步差异, 根据报告 一种具有大泛基因组的细菌病原体抗生素敏感性的菌株依赖遗传网络.”

此外, 该太阳城官网证实,开发抗生素敏感性谱有效地揭示了遗传背景对耐药性出现的影响, 以及细菌如何对影响它们进化的环境压力源做出反应.

S. 肺炎的 核心基因组是所有菌株共有的1600个基因的集合. 它的泛基因组总数为4个,000个基因——有些是共有的, 一些不共享的-在物种内的所有菌株中发现.
利用n- seq建立6个转座子文库,每个包含10个,000个基因突变旨在精确定位基因功能对抗生素的反应. Van Opijnen的早期太阳城官网证实,创建转座子库可以生成基因相互作用图,使太阳城官网人员能够部分重建细菌对抗生素反应的潜在遗传网络.

这两种类型的 S. 肺炎 可能在基因组内容上相差300个基因. 然而,尽管存在变异,核心基因组仍保持其主要功能, 而网络支持特定有机体特性的出现, 根据报告. 因此,没有两种特定菌株的基因组可能以完全相同的方式发挥作用, 影响诸如药物耐受性的特征, 毒性, 以及进化的能力.

josjosbento Ayres Pereira
约瑟·本托(李·佩莱格里尼饰)

太阳城官网人员开发的达托霉素敏感性图谱说明了抗生素的作用如何在生物体中产生连锁反应,以及细菌如何通过一组不同的基因来应对压力, 太阳城官网小组报告说.

这些侧写显示出了高度的菌株特异性. 在一种菌株中增加抗生素敏感性的受干扰基因中,有一半以上对另一种菌株没有影响,甚至降低了敏感性, 共同作者报告说. 这些不同的防御反应是由潜在的“基因组网络架构”实现的.”

太阳城官网人员惊讶地发现,这两种菌株采用了不同的基因组网络结构, 范Opijnen说.

“这完全出乎意料, 特别是对于存在于许多不同物种中的基因,他补充道. “你会期望这些基因一起工作,并与相同的基因相互作用, 与你观察的菌株或物种无关. 然而,这里我们证明这是不正确的.”

通过这些详细的, 对每个菌株的多层理解, 太阳城官网人员报告说,这为识别抗生素抗性基因中菌株特异性脆弱性开辟了一条新途径. 这可能为开发新的或改进的药物或药物组合铺平道路,这些药物或药物组合能够攻击目前被耐药性屏蔽的感染.

“我们相信,这些类型的分析可以用来揭示细菌在抗生素存在下的最薄弱环节,从而确定可以与现有药物协同作用的新靶点, 同时,它也表明,在基因组中,细菌可能适应降低其对压力的敏感性,团队总结道。.

——埃德·海沃德|《大学传播.hayward@uc1112.com