Methyl hóa ADN trong các vi khuẩn liên quan đến bệnh phong: Mycobacterium leprae và Corynebacterium tuberculostearicum

Springer Science and Business Media LLC - Tập 177 - Trang 33-45 - 1987
F. Hottat1, M. Coene1, C. Cocito1
1Microbiology and Genetics Unit, ICP, University of Louvain, Brussels, Belgium

Tóm tắt

ADN của hai loại vi sinh vật từ tổn thương do bệnh phong ở người, Mycobacterium leprae và Corynebacterium tuberculostearicum (còn được gọi là “Corynebacterium có nguồn gốc từ bệnh phong” hoặc LDC), đã được phân tích và so sánh với các bộ gen của các vi khuẩn tham chiếu thuộc nhóm CMN (chi Corynebacterium, Mycobacterium và Nocardia). Hàm lượng guanine cộng cytosine (% GC) của ADN được xác định bằng một quy trình gán nhãn kép, không bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của các base đã được biến đổi và không bình thường (xáo trộn cả khối lượng nhẹ và nhiệt độ nóng chảy giữa). Do đó, ADN của bảy chủng LDC có giá trị GC từ 54-56 mol %, và giá trị của M. leprae được nuôi cấy trên nhím là 54.8±0.9 mol %. Các mẫu cắt không phát hiện cytosine đã methyl hóa trong các chuỗi ADN CCGG, GGCC, AGCT và GATC của cả ADN LDC và ADN M. leprae. N6-methyl adenine có mặt trong chuỗi GATC của tất cả các chủng LDC, nhưng vắng mặt trong các bộ gen của tất cả các sinh vật CMN khác được phân tích, bao gồm cả M. leprae. Qua phân tích HPLC các sản phẩm thủy phân ADN LDC, phát hiện rằng N6-methyladenine chiếm 1.8% tổng số adenine trong ADN, và chỉ hiện diện trong các chuỗi GATC, mà tất cả đều được methyl hóa. Kết luận cho thấy rằng LDC đại diện cho một nhóm corynebacteria có độ đồng nhất di truyền cao và một mẫu cắt duy nhất, nhờ đó bộ gen của chúng dễ dàng phân biệt với bộ gen của M. leprae, mặc dù có thành phần base tương tự.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Abou-Zeid C, Voiland A, Michel G, Cocito C (1982) Structure of the wall polysaccharide isolated from a group of corynebacteria. Eur J Biochem 128:363–370 Abou-Zeid C, Harboe M, Sundsten B, Cocito C (1985) Cross-reactivity of antigens from the cytoplasm and cell walls of some corynebacteria and mycobacteria. J Inf Dis 151:170–178 Adams RLP, Burdon RH (1985) Molecular biology of DNA methylation. Springer, Berlin Heidelberg New York Barksdale L (1970) Corynebacterium diphtheriae and its relatives. Bacteriol Rev 34:378–422 Beaman BL, Kim KS, Laneelle MA, Barksdale L (1974) Chemical characterization of organisms isolated from leprosy patients. J Bacteriol 117:1320–1329 Brown S, Laneelle MA, Asselineau J, Barksdale L (1984) Description of Corynebacterium tuberculostearicum sp. nov., a leprosy-derived corynebacterium. Ann Microbiol (Inst. Pasteur) 135B:251–267 Cocito C, Delville J (1983) Properties of microorganisms from human leprosy lesions. Rev Inf Dis 5:649–657 Cocito C, Delville J (1985) Biological, chemical, immunological and staining properties of bacteria isolated from tissues of leprosy patients. Eur J Epidemiol 1:202–231 Clark-Curtiss JE, Jacobs WR, Dochery MA, Ritchie LR, Curtiss III R (1985) Molecular analysis of DNA and construction of genomic libraries of Mycobacterium leprae. J Bacteriol 161:1093–1102 Coene M, Cocito C (1985) A microanalytical procedure for determination of the base composition of DNA. Eur J Biochem 150:475–479 Coene M, Hoet P, Cocito C (1983) Physical map of phage 2C DNA: evidence for the existence of large redundant ends. Eur J Biochem 132:69–75 Coffins MD, Goodfellow M, Minnikin DE (1982) A survey of the structures of mycolic acids in Corynebacterium and related taxa. J Gen Microbiol 128:129–149 Danhaive P, Hoet P, Cocito C (1982) Base compositions and homologies of deoxyribonucleic acids of corynebacteria isolated from human leprosy lesions and of related microorganisms. Int J Syst Bacteriol 32:70–76 Delville J, Spina A, Rajjan W, Cocito C (1982) Modification of the kinetics of growth of M. leprae by a group of corynebacteria. FEMS Microbiol Lett 15:253–256 Delville J, Pichel AM (1975) Microbiologie de la lèpre. Existe-t-il une phase cultivable in vitro du bacille de Hansen? Ann Soc Belg Med Trop 55:109–118 Doerfler W (1983) DNA methylation and gene activity. Ann Rev Biochem 52:93–124 Draper P (1982) The anatomy of Mycobacteria. In: Ratledge C, Stanford S (eds), The biology of the mycobacteria, vol. I, Academic Press, London New York, pp 2–52 Ehrlich M, Gama-Scosa MA, Carreira LH, Ljungdahl LG, Kuo KC, Gehrke CW (1985) DNA methylation in thermophilic bacteria: N4-methylcytosine, 5-methylcytosine and N6-methyladenine. Nucleic Acids Res 13:1399–1412 Eick D, Fritz H-J, Doerfler W (1983) Quantitative determination of 5-methylcytosine in DNA by reverse-phase high-performance liquid chromatography. Anal Biochem 135:165–171 Gailly C, Sandra P, Verzele M, Cocito C (1982) Analysis of mycolic acids from a group of corynebacteria by capillary gas chromatography and mass spectrometry. Eur J Biochem 125:83–94 Gueur MC, Harboe M, Fontaine F, Delville J, Cocito C (1983) Comparison of the cytoplasmic antigens of leprosy-derived corynebacteria and some mycobacteria. Scand J Immunol 17:497–506 Hattman S (1982) DNA methyltransferase-dependent transcription of the phage Mu mom gene. Proc Natl Acad Sci USA 79:5518–5521 Imaeda T, Kirchheimer WF, Barksdale L (1982) DNA isolated from Mycobacterium leprae: genome size, base ratio, and homology with other related bacteria as determined by optical DNA-DNA reassociation. J Bacteriol 150:414–417 Janczura E, Abou-Zeid C, Gailly C, Cocito C (1981) Chemical identification of some cell-wall components of micro-organisms isolated from human leprosy lesions. Zbl Bakt Hyg, I. Abt Orig A 251:114–125 Janczura EM, Leyh-Bouille M, Cocito C, Ghuysen JM (1981) Primary structure of the wall peptidoglycan of leprosy-derived corynebacteria. J Bacteriol 145:775–779 Kahman R (1984) The mom gene of bacteriophage Mu. In: Trautner T (ed) Methylation of DNA. Springer, Berlin Heidelberg New York, pp 29–47 Kessler C, Neumaier PS, Wolf W (1985) Recognition sequences of restriction endonucleases and methylases — a review. Gene 33:1–102 Kirchheimer WF, Storrs EE (1971) Attempts to establish the armadillo (Dasypus novemcinctus, Linn) as a leprosy in an experimentally infected armadillo. Int J Lepr 39:693–702 Kleckner N, Morisato D, Roberts D, Bender J (1984) Mechanism and regulation of Tn 10 transposition. Cold Spring Harbor Symp Quant Biol 49:235–244 Korch C, Hagblom P, Normark S (1983) Sequence-specific DNA modification in Neisseria gonorrhoea. J Bacteriol 155:1324–1332 Krüger DH, Bickle TA (1983) Bacteriophage survival mechanims for avoiding the deoxyribonucleic acid restriction systems of their hosts. Microbiol Rev 47:345–360 Laub R, Delville J, Cocito C (1978) Immunological relatedness of ribosomes from mycobacteria, nocardiae and corynebacteria, and microorganisms in leprosy lesions. Infect Immun 22:540–547 Marinus MG, Morris NR (1973) Isolation of deoxyribonucleic acid methylase mutants of Eschertchia coli. J Bacteriol 114:1143–1150 Messer W, Bellekes U, Lother H (1985) Effect of dam methylation on the activity of the E. coli replication origin ori C. EMBO J 4:1327–1332 Minnikin DE (1982) Lipids: complex lipids, their chemistry, biosynthesis and roles. In: Ratledge C, Stanford J (eds). The biology of mycobacteria. Academic Press, London, pp 95–184 Portaels F, De Ridder K, Pattyn SR (1985) Cultivable mycobacteria isolated from organs of armadillos uninoculatedand inoculated with Mycobacterium leprae. Ann Microb (Inst Pasteur) 136A:181–190 Radman M, Villiani G, Boiteux S, Kinsella AR, Glickman BW, Spadari S (1979) Mechanisms of mutation avoidance and mutation fixation. Cold Spring Harbor Symp. Quant Biol 43:937–946 Razin A, Riggs AD (1980) DNA methylation and gene function. Science 210:604–610 Ridell M (1983) Immunodiffusion analysis of some diphtheroid organisms isolated from patients with leprosy. Int J Leprosy 51:179–184 Smith DW, Garland AM, Herman G, Enns RE, Baker TA, Zyskind JW (1985) Importance of state of methylation of ori C GATC sites in initiation of DNA replication in Eschertchia coli. EMBO J 4:1319–1326 Sternberg N, Hoess R (1983) Molecular genetics of bacteriophage P1. Ann Rev Genet 17:123–154 Sternberg N (1985) Evidence that adenine methylation influences DNA-protein interactions in Escherichia coli. J Bacteriol 164:490–493 Suri B, Nagaraja V, Bickle TA (1984) Bacterial DNA modification. In: Current topics in microbiology and immunology, vol 108, Springer, Berlin Heidelberg New York, pp 1–9 Vanyushin BF, Belozersky AN, Kokurina NA, Kadivora DX (1968) 5-methylcytosine and 6-methylaminopurine in bacterial DNA. Nature 218:1066–1067