Эволюция геномов бактерий, развивающих сопротивляемость к антибиотикам
Студент
Московский Государственный Университет имени , физический факультет, Москва, Россия
E-mail: kulakovskiy@gmail.com
Сравнительный анализ геномов бактерий выявил наличие участков генома, так называемых геномных островков, появившихся в результате горизонтального переноса [1]. Была установлена связь геномных островков с вирулентностью [2] и сопротивляемостью к антибиотикам [3]. Технологии секвенирования нового поколения сделали возможным быстрое получение последовательностей геномов одного и того же вида бактерий, развивающих сопротивляемость к антибиотикам. Были документированы геномные перестановки, связанные с возникновением сопротивляемости к антибиотикам у бактерий[4]. Нами произведен анализ генетических островков для 1570 бактерий из базы данных IslandViewer [4] , а также данных секвенирования нового поколения для геномов рода Pneumococcus [5]. Ранее нами была произведена аннотация геномов бактерий структурами типа стебель-петля; аннотация доступна на ftp-сайте[6]. Произведено исследование роли вторичных структур ДНК, в частности структур типа стебель-петля в формировании геномных островков. Было обнаружено, вопреки ожиданию, статистически значимое (p<0.05) обеднение прилегающих к геномным островкам областей у 43% проанализированных геномов, в то время как для 20% геномов обнаружено статистически значимое обогащение. Был исследован отдельный класс мобильных генов, транспосаз, и было обнаружено два класса генов по степени обогащения или обеднения прилегающих областей структурами типа стебель-петля. Все эти данные свидетельствуют о важной роли данных структур в организации геномов бактерий. Планируется исследование роли структур типа стебель-петля в реорганизации геномов, развивающих сопротивляемость к антибиотикам.
Литература
1. Langille M. G.I., Hsiao W. W.L., Brinkman F. S.L. Detecting genomic islands using bioinformatics approaches. // Nat. Rev. Microbiol. Nature Publishing Group, 2010. Vol. 8, № 5. P. 373–382.
2. Ho Sui S. J. et al. The association of virulence factors with genomic islands. // PLoS One. 2009. Vol. 4, № 12. P. e8094.
3. Didelot X. et al. Transforming clinical microbiology with bacterial genome sequencing. // Nat. Rev. Genet. Nature Publishing Group, 2012. Vol. 13, № 9. P. 601–612.
4. Dhillon B. K. et al. IslandViewer update: Improved genomic island discovery and visualization. // Nucleic Acids Res. 2013. Vol. 41, № Web Server issue. P. W129–32.
5. Golubchik T., Brueggemann A., Street T. Pneumococcal genome sequencing tracks a vaccine escape variant formed through a multi-fragment recombination event // Nat. …. 2012. Vol. 44, № 3. P. 352–355.
6. Структуры стебель-петля [Online]. URL: ftp://dnapunctuation. phys. msu. ru.
