Tính linh hoạt của bộ gen của tác nhân gây bệnh melioidosis, Burkholderia pseudomallei

Matthew T. G. Holden1, Richard W. Titball1, Sharon J. Peacock1, Ana Cerdeño-Tárraga1, Timothy P. Atkins1, Lisa Crossman1, Tyrone L. Pitt1, Carol Churcher1, Andrew J. Mungall1, Stephen D. Bentley1, Mohammed Sebaihia1, Nicholas R. Thomson1, Nathalie Bason1, Ifor R. Beacham1, Karen Brooks1, Katherine A. Brown1, Nat F. Brown1, Gregory L. Challis1, Inna Cherevach1, T. Chillingworth1, Ann Cronin1, Ben Crossett1, Paul A. Davis1, David DeShazer1, Theresa Feltwell1, Arnaud Kerhornou1, Zahra Hance1, H. Häuser1, S. Holroyd1, Kay Jagels1, Karen E. Keith1, Mark Maddison1, Sharon Moule1, Claire Price1, Michael A. Quail1, Ester Rabbinowitsch1, Kim Rutherford1, Mandy Sanders1, Mark Simmonds1, Sirirurg Songsivilai1, Kim Stevens1, Sarinna Tumapa1, Monkgol Vesaratchavest1, Sally Whitehead1, Corin Yeats1, Bart Barrell1, Petra C. F. Oyston1, Julian Parkhill1
1Wellcome Trust Sanger Institute, Wellcome Trust Genome Campus, Hinxton, Cambridge CB10 1SA, United Kingdom; Defence Science and Technology Laboratory, Porton Down, Salisbury SP4 0JQ, United Kingdom; Department of Infectious and Tropical Diseases, London School of Hygiene and Tropical Medicine, London WC1E 7HT, United Kingdom; Nuffield Department of Clinical Medicine, John Radcliffe Hospital, University of Oxford, Oxford OX3 9DU, United Kingdom; Faculty of Tropical Medicine, Mahidol University,...

Tóm tắt

Burkholderia pseudomallei là một vi sinh vật được công nhận là mối đe dọa sinh học và là tác nhân gây ra bệnh melioidosis. Vi khuẩn Gram âm này tồn tại như là một sinh vật tự dưỡng trong đất tại các khu vực lưu hành dịch melioidosis trên khắp thế giới và chiếm 20% các trường hợp nhiễm trùng huyết bắt nguồn từ cộng đồng tại Đông Bắc Thái Lan, nơi mà một nửa số người bị nhiễm tử vong. Ở đây, chúng tôi báo cáo về toàn bộ bộ gen của B. pseudomallei , bao gồm hai nhiễm sắc thể có kích thước 4.07 triệu cặp bazơ và 3.17 triệu cặp bazơ, cho thấy sự phân chia chức năng đáng kể của các gen giữa chúng. Nhiễm sắc thể lớn mã hóa nhiều chức năng cốt lõi liên quan đến trao đổi chất trung tâm và tăng trưởng tế bào, trong khi nhiễm sắc thể nhỏ mang nhiều chức năng phụ trợ liên quan đến thích nghi và tồn tại ở các ngách sinh thái khác nhau. So sánh bộ gen với các vi khuẩn gần và xa với B. pseudomallei cho thấy mức độ bảo tồn cấu trúc gen lớn hơn và số lượng gen tương đồng lớn hơn trên nhiễm sắc thể lớn, gợi ý rằng hai đơn vị nhiễm sắc thể này có nguồn gốc tiến hóa khác nhau. Một đặc điểm nổi bật của bộ gen là sự hiện diện của 16 đảo gen (GIs) chiếm tổng cộng 6.1% bộ gen. Phân tích sâu hơn cho thấy các đảo gen này hiện diện biến đổi trong một bộ sưu tập các chủng xâm lược và từ đất nhưng hoàn toàn không có ở sinh vật có quan hệ nhân bản B. mallei . Chúng tôi đề xuất rằng sự thu nhận gen ngang biến đổi bởi B. pseudomallei là một đặc điểm quan trọng của tiến hoá di truyền gần đây và điều này đã dẫn đến một loại loài gây bệnh với di truyền đa dạng.

Từ khóa

#Burkholderia pseudomallei #melioidosis #bộ gen #nhiễm sắc thể #đảo gen #vi khuẩn Gram âm #tiến hoá di truyền #đa dạng di truyền #tương đồng gen #nguy cơ sinh học #môi trường tự nhiên #bệnh lý học.

Tài liệu tham khảo

10.1128/CMR.4.1.52

10.1097/00001432-200204000-00005

10.1016/S0140-6736(03)13374-0

10.1093/infdis/159.5.890

10.3201/eid0802.010164

Yee, K. C., Lee, M. K., Chua, C. T. & Puthucheary, S. D. (1988) J. Tropic. Med. Hyg. 91, 249–254.

10.1378/chest.68.2.261

10.1001/archinte.1991.00400030135027

10.1164/arrd.1971.104.3.452

10.1073/pnas.0403306101

10.1038/35006655

10.1093/bioinformatics/16.10.944

10.1016/S0022-2836(05)80360-2

10.1128/CMR.13.4.559

10.2144/97233rr01

10.1038/417141a

10.1038/415497a

10.1038/35023079

10.1046/j.1462-2920.2002.00366.x

10.1073/pnas.1731982100

10.1038/417459a

10.1186/gb-2000-1-6-research0011

10.1016/S0923-2508(03)00067-6

10.1016/S0147-619X(02)00102-6

Howe C. (1950) in The Oxford Medicine ed. Christian H. A. (Oxford Univ. Press New York) pp. 185–202.

10.1128/jb.101.3.827-835.1970

10.1128/JCM.41.5.2068-2079.2003

10.1099/0022-1317-49-11-993

10.1038/35059006

10.1038/ng1227

10.1038/35097083

10.1128/IAI.71.4.1622-1629.2003

10.1046/j.1365-2958.2002.03190.x