C. difficile -biologian löytö avaa uuden ikkunan vaarallisten infektioiden hoitojen kehittämiseen

Imeytymisprosessi, joka auttaa vaarallista bakteeria Clostridium difficile ( C. difficile ) selviytyäkseen vieraista olosuhteista ja leviämisestä säätelee epigenetiikka, tekijät, jotka vaikuttavat geenien ilmentymiseen DNA:n geneettisen koodin ulkopuolella, tutkijat Icahn School of Medicine at Mount Sinai raportissa. Tämä on ensimmäinen löytö, jonka epigenetiikka säätelee itiöiden muodostumista kaikissa bakteereissa. Heidän tutkimuksensa, julkaistu 25. marraskuuta ^th sisään Luonnon mikrobiologia , avaa uuden ikkunan tämän tuhoisan infektion hoitojen kehittämiseen.

C. difficile tartuttaa vuosittain lähes puoli miljoonaa ihmistä, aiheuttaa vakavaa ripulia ja tappaa alle 10 prosenttia yli 65 -vuotiaista, jotka saavat sen. Bakteerien itiöt, jotka leviävät ulosteiden kautta, ovat erittäin joustavia ja voivat selviytyä kehon ulkopuolella viikkoja tai kuukausia, tartuttaa ihmisiä, jotka joutuvat kosketuksiin saastuneiden pintojen kanssa.

Koska infektio on niin yleinen ja tuhoisa, the C. difficile genomia on tutkittu hyvin, mutta Gang Fang, PhD, Genetiikan ja genomitieteiden apulaisprofessori Mount Sinain Icahnin tietotieteen ja genomitekniikan instituutissa ja tutkimuksen vanhempi kirjoittaja, sanoo, että hän ja hänen kollegansa käyttivät erilaista lähestymistapaa tutkimuksessaan. "Halusimme tutkia bakteerien geneettisen koodin lisäksi ja tutkia, mitä kemiallisia muutoksia genomiin tehtiin, "sanoi tohtori Fang. Vaikka nämä epigeneettiset kemialliset muutokset, nimeltään metylaatio, älä muuta geenin sekvenssiä, he voivat muokata tietyn geenin toimintaa tehdäkseen siitä enemmän tai vähemmän aktiivisen, jolla on syvällinen vaikutus organismin toimintaan.

Fangin tiimi aloitti kolmannen sukupolven DNA-sekvensoinnin käytön bakteerien epigeneettisten tekijöiden kartoittamiseen vuonna 2012 ja aloitti tutkimuksen C. difficile epigenetiikka vuonna 2015. Ensinnäkin joukkue eristetty C. difficile Mount Sinai -sairaalan tehohoitoyksikön (ICU) 36 potilaan ulosteenäytteistä, jotka olivat saaneet sen tartunnan. He analysoivat näytteet ja löysivät yhden erityisen epigeneettisen kuvion, joka oli erittäin säilynyt kaikissa näytteissä. Seuraava, he tarkistivat noin 300 C. difficile GenBankin genomit, kansallisten terveyslaitosten ylläpitämä geneettisten sekvenssien tietopankki, ja havaitsi, että kaikilla oli sama geeni, joka on vastuussa tehohoitopotilaiden epigeneettisestä mallista.

Tämän epigeneettisen kuvion epäilyllä oli ratkaiseva rooli bakteerien toiminnassa, Fangin tiimi teki yhteistyötä kahdessa lisätutkimuksessa C. difficile itiö ja hiiret, joilla on infektio C. difficile , Aimee Shenin laboratorion kanssa, PhD, Tuftsin yliopiston lääketieteellisen korkeakoulun molekyylibiologian ja mikrobiologian apulaisprofessori ja tutkimuksen toinen vanhempi kirjoittaja, ja Rita Tamayon laboratorion kanssa, PhD, Mikrobiologian ja immunologian apulaisprofessori Pohjois -Carolinan yliopistossa, Chapel Hill. Yhdessä hiirillä tehdyssä tutkimuksessa tutkijat havaitsivat, että kun he inhiboivat epigeneettisestä mallista vastuussa olevaa geeniä, jopa 100 kertaa vähemmän bakteereja oli läsnä 6 päivän kuluttua verrattuna muuttumattomiin bakteereihin.

Fang sanoo, että näiden tutkimusten tulokset korostavat epigenetiikan merkitystä bakteerien ja lääkkeiden kehittämisen tutkimisessa infektioille.

Sen lisäksi, että se tarjoaa uusia epigeneettisiä näkemyksiä C. difficile ja mahdolliset lääkekehityksen tavoitteet, Fang toivoo, että tämä tutkimus rohkaisee lisätutkimuksiin bakteerien epigeneettisistä ominaisuuksista.

Tämä on vasta alkua ymmärryksellemme bakteerien epigeneettisestä säätelystä; vielä on niin paljon kysymyksiä, joihin on vastattava. Toivomme, että tämä jännittävä löytö kannustaa jatkamaan monitieteistä yhteistyötä bakteerien epigenetiikan tutkimiseksi ja kuinka voimme käyttää näitä uusia näkemyksiä kehittääksemme hengenpelastavia hoitoja infektioille. "

Tohtori Gang Fang, tutkimuksen vanhempi kirjoittaja

• Suoliston mikrobit voivat peukaloida tai tehostaa norovirusinfektion vakavuutta
• Geenit, jotka auttavat suoliston kantasoluja polttamaan ravintorasvaa, voivat olla osana paksusuolen syövässä