Бактерии муковисцидоза генетически эволюционируют, чтобы жить в легких, избегая лечения антибиотиками

Pseudomonas aeruginosa называют «условно-патогенным микроорганизмом»."Хотя этот микроорганизм широко распространен в окружающей среде и безвреден для здоровых людей, он заражает тех, кто болен или имеет ослабленную иммунную систему.
Группа ученых выполнила первый систематический анализ полных геномов (полный генетический «план») для нескольких «эпидемических и неэпидемических» штаммов P. синегнойная палочка.
Их анализ показал, что основными движущими силами для эволюции и адаптации бактерии являются сама среда CF-легких и наличие антибиотиков.
«Многие из генов и путей, вовлеченных в адаптивную эволюцию в организме хозяина, играли очевидную роль в патогенном образе жизни этих бактерий», — говорится в их исследовании, опубликованном на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Понимание того, как бактерии адаптируются
Ведущий автор — Джереми Р. Деттман из Центра перспективных исследований в области геномики окружающей среды при Университете Оттавы.

Лучшее понимание того, как развивается патоген, поможет продвинуть более эффективные методы лечения пациентов с муковисцидозом, говорит соавтор Николас Родриг, профессор статистики факультета математики и статистики факультета естественных наук Университета Калгари.
«Если мы сможем разработать многоаспектный подход к лечению, учитывающий все или большинство различных способов адаптации бактерий к различным методам лечения, тогда бактериям не повезет», — говорит Родриг.

По данным Cystic Fibrosis Canada, около 4000 человек в Канаде страдают муковисцидозом, и один человек в стране умирает от этого заболевания каждую неделю.
Уникальным аспектом нового исследования является то, что «мы рассмотрели большое количество штаммов. Вместо того, чтобы рассматривать всего несколько генов здесь и там, мы изучили полные геномы всех этих 32 штаммов », — говорит Родриг.
Ученые также обнаружили, что эпидемический штамм P. aeruginosa распространилась между клиниками Соединенного Королевства и Северной Америки — вероятно, в результате международных авиаперелетов.

Вычислительный и статистический анализ анализирует огромный объем данных
Как статистик, ключевая роль Родрига заключалась в разработке и внедрении вычислительных и статистических подходов, используемых для анализа огромного количества данных.

Он использовал компьютерные программы, в том числе некоторые, которые он написал сам, чтобы собрать «миллионы маленьких фрагментов» ДНК в геномы каждого штамма бактерий. «Это похоже на огромную головоломку, которую мы должны собрать», — говорит он.
Родриг также выполнил «статистический вывод об эволюционных отношениях» между всеми 32 штаммами.

Это включало определение того, какие гены были приобретены или потеряны в процессе эволюции, какие подверглись генетической рекомбинации и какие были мишенью отбора.
Родриг, который начал работать в Университете Калгари в сентябре, говорит, что все больше будет требоваться междисциплинарный исследовательский подход, учитывая растущее богатство научных данных. "Статистам придется много знать о науке, в которой они работают. И ученым придется стать более опытными и осведомленными в статистике."

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *