Độc lực là gì? Các công bố khoa học về Độc lực

Hai nghiên cứu khảo sát vai trò của lý thuyết ngầm định về trí thông minh trong thành tích toán học của thanh thiếu niên. Trong Nghiên cứu 1 với 373 học sinh lớp 7, niềm tin rằng trí thông minh có thể thay đổi (lý thuyết tăng trưởng) dự đoán xu hướng điểm số tăng dần trong hai năm trung học cơ sở, trong khi niềm tin rằng trí thông minh là cố định (lý thuyết thực thể) dự đoán xu hướng ổn định. Mô hình trung gian bao gồm các mục tiêu học tập, niềm tin tích cực về cố gắng, và các nguyên nhân và chiến lược được thử nghiệm. Trong Nghiên cứu 2, một can thiệp giảng dạy lý thuyết tăng trưởng cho học sinh lớp 7 (N=48) thúc đẩy thay đổi tích cực trong động lực học tập, so với nhóm đối chứng (N=43). Đồng thời, học sinh trong nhóm đối chứng thể hiện xu hướng điểm số tiếp tục giảm, trong khi sự suy giảm này đã được đảo ngược cho học sinh trong nhóm thí nghiệm.

cagA, một gene mã hóa một kháng nguyên chiếm ưu thế, chỉ có mặt trong các chủng Helicobacter pylori liên kết với các dạng bệnh dạ dày-tá tràng nghiêm trọng (các chủng loại I). Chúng tôi đã phát hiện ra rằng vị trí di truyền chứa cagA (cag) là một phần của một đoạn chèn DNA dài 40-kb có khả năng được thu nhận qua chiều ngang và tích hợp vào gene glutamate racemase trên nhiễm sắc thể. Đảo gene gây bệnh này được bao quanh bởi các đoạn lặp trực tiếp 31 bp. Trong một số chủng, cag được chia thành một đoạn phải (cag I) và một đoạn trái (cag II) bằng một chuỗi chèn mới (IS 605). Trong một số ít các chủng H. pylori, cag I và cag II bị tách biệt bởi một đoạn chuỗi nhiễm sắc thể can thiệp. Chuỗi nucleotide của 23.508 cặp bazơ thuộc vùng cag I và đầu 3' ở cực xa của vùng cag II tiết lộ sự hiện diện của 19 khung đọc mở (ORF) mã hóa các protein dự đoán chủ yếu liên kết với màng, với một gene (cagE), tương tự như gene bài tiết độc tố của Bordetella pertussis, ptlC, và các hệ thống vận chuyển cần thiết cho sự chuyển giao plasmid, bao gồm gene virB4 của Agrobacterium tumefaciens. Sự vô hiệu hóa transposon của một số gene cag I triệt tiêu sự cảm ứng biểu hiện IL-8 trong các dòng tế bào biểu mô dạ dày. Vì thế, chúng tôi tin rằng vùng cag có thể mã hóa một hệ thống bài tiết mới của H. pylori cho việc xuất khẩu các yếu tố độc lực.

Các chủng Escherichia coli gây bệnh gây ra hơn 160 triệu ca tiêu chảy và một triệu ca tử vong mỗi năm, trong khi các chủng E. coli không gây bệnh là một phần của hệ vi sinh vật đường ruột bình thường ở các động vật có vú và chim khỏe mạnh. Các con đường tiến hóa dẫn đến sự phân biệt ở lối sống vi khuẩn này đã được nghiên cứu thông qua phân loại trình tự đa locus của bộ sưu tập toàn cầu các chủng. Các loại tác nhân gây bệnh cụ thể [E. coli gây chảy máu, E. coli gây bệnh đường ruột, E. coli xâm nhập, K1 và Shigella] đã xuất hiện độc lập và lặp đi lặp lại trong nhiều nhánh khác nhau, trong khi một số nhánh khác chỉ chứa rất ít tác nhân gây bệnh. Tốc độ tiến hóa đã tăng tốc ở các nhánh gây bệnh, đạt đỉnh điểm ở các vi sinh vật có độc lực cao mà nội dung gen của chúng thường xuyên thay đổi do tăng tốc độ tái tổ hợp đồng gen; do đó, sự tiến hóa của độc lực có liên quan đến giới tính vi khuẩn. Mô hình tiến hóa lâu dài này đã được quan sát ở các gen phân bố khắp toàn bộ hệ gen, và do đó có khả năng là kết quả của sự chọn lọc theo từng đợt cho các dòng có khả năng thoát khỏi phản ứng miễn dịch của ký chủ.

Trình tự bộ gen 2,160,837 cặp base của một chủng phân lập thuộc Streptococcus pneumoniae, một tác nhân gây bệnh Gram dương gây ra viêm phổi, nhiễm khuẩn huyết, viêm màng não, và viêm tai giữa, chứa 2236 vùng mã hóa dự đoán; trong số đó, 1440 (64%) đã được chỉ định vai trò sinh học. Khoảng 5% bộ gen là các trình tự chèn có thể góp phần vào sắp xếp lại bộ gen thông qua sự hấp thu DNA ngoại lai. Các hệ enzyme ngoại bào dùng cho việc chuyển hóa polysaccharide và hexosamine cung cấp nguồn carbon và nitơ phong phú cho S. pneumoniae và cũng gây tổn thương mô chủ và thúc đẩy quá trình định cư. Một motif được xác định trong peptide tín hiệu của các protein có thể tham gia vào việc định hướng các protein này lên bề mặt tế bào của các loài Gram dương có hàm lượng guanine/cytosine (GC) thấp. Một số protein trên bề mặt có thể đóng vai trò là ứng cử viên vaccine tiềm năng đã được nhận diện. So sánh lai tạo bộ gen bằng mảng DNA đã phát hiện các khác biệt giữa các chủng trong S. pneumoniae có thể đóng góp vào sự khác biệt về độc lực và tính kháng nguyên.

Các gen độc lực của vi khuẩn gây bệnh, chịu trách nhiệm mã hóa cho toxin, adhesin, invasin hoặc các yếu tố độc lực khác, có thể nằm trên các yếu tố di truyền có thể truyền (transmissible genetic elements) như transposon, plasmid hoặc bacteriophage. Ngoài ra, các gen này có thể là một phần của những vùng đặc biệt trên nhiễm sắc thể vi khuẩn, được gọi là 'các đảo độc lực' (pathogenicity islands - Pais). Các đảo độc lực được tìm thấy ở cả vi khuẩn Gram âm và Gram dương. Chúng có mặt trong bộ gen của các chủng gây bệnh của một loài nhất định nhưng vắng mặt hoặc chỉ hiếm khi có mặt ở những biến thể không gây bệnh của loài đó hoặc các loài liên quan. Chúng bao gồm các vùng DNA lớn (lên tới 200 kb DNA) và thường mang nhiều hơn một gen độc lực, tỷ lệ G+C của chúng thường khác với phần còn lại của bộ gen vi khuẩn. Trong hầu hết các trường hợp, Pais được bao quanh bởi các trình tự DNA đặc hiệu, chẳng hạn như các lặp lại trực tiếp hoặc các yếu tố trình tự chèn (insertion sequence - IS). Thêm vào đó, Pais của một số vi khuẩn (ví dụ: vi khuẩn gây bệnh đường tiết niệu Escherichia coli, Yersinia spp., Helicobacter pylori) có xu hướng xóa bỏ với tần suất cao hoặc có thể trải qua sự nhân đôi và khuếch đại. Các Pais thường liên quan đến các vị trí tRNA, có thể đại diện cho các địa điểm mục tiêu cho sự tích hợp nhiễm sắc thể của các yếu tố này. Các vị trí gắn kết của bacteriophage và các gen ẩn (cryptic genes) trên Pais, có tính đồng hình với các gen integrase phage, các nguồn gốc sao chép plasmid hoặc các yếu tố IS, cho thấy rằng các yếu tố di truyền đặc biệt này trước đây có khả năng lây lan trong các quần thể vi khuẩn thông qua sự chuyển giao gen ngang (horizontal gene transfer), một quá trình được biết đến là có góp phần vào sự tiến hóa của vi sinh vật.

Klebsiella pneumoniae đang nhanh chóng trở nên không thể điều trị bằng cách sử dụng các loại kháng sinh hàng đầu. Điều này đặc biệt gây phiền toái trong các bệnh viện, nơi nó gây ra một loạt các nhiễm khuẩn cấp tính. Để tiếp cận việc kiểm soát vi khuẩn này, đầu tiên chúng ta cần xác định đó là gì và nó biến đổi di truyền như thế nào. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã xác định các chuỗi DNA của các mẫu K. pneumoniae trên toàn thế giới và trình bày một phân tích chi tiết về các dữ liệu này. Chúng tôi cho thấy có một phổ rộng về sự đa dạng, bao gồm sự biến đổi trong các chuỗi được chia sẻ và sự thu được và mất đi của toàn bộ gen. Sử dụng bản thiết kế chi tiết này, chúng tôi cho thấy có sự kết hợp chưa được công nhận giữa sự sở hữu các hồ sơ gen cụ thể liên quan đến độc lực và kháng thuốc kháng sinh và các kết cục bệnh khác nhau được thấy ở K. pneumoniae.

Một cặp dòng Cryptococcus neoformans var. neoformans bộc lộ kiểu giao phối đồng hợp tử, B-4476 (kiểu giao phối a) và B-4500 (kiểu giao phối alpha), được tạo ra với giả định chỉ khác biệt ở kiểu giao phối. Cặp này và con cháu của chúng, bao gồm năm dòng kiểu alpha và năm dòng kiểu a, đã được thử nghiệm về độc lực trên chuột. Trong các dòng cha mẹ cũng như con cháu, dạng alpha tỏ ra rõ ràng là có độc lực mạnh hơn so với dạng a. Ngoài ra, tử vong có xu hướng xảy ra sớm hơn ở chuột bị nhiễm dòng alpha so với chuột bị nhiễm dòng a. Những số liệu này mạnh mẽ chỉ ra mối liên hệ di truyền của sự độc lực với kiểu giao phối ở tác nhân nấm mốc gây bệnh ở người này.