address2arrow-email-sendarrow-rightbtn-right-arrowbubbleclosecomment-arrow-answerenvelopeeyefriendshamburgerheartHeart copy 26heart-emptyhomehumanlikelk-bubblelk-eyeHeart copy 26lk-pencilloginnav-editnav-eyenav-newsnav-starnav-userloginnext-arrow-rightpagination-lastpagination-nextShape 19 copysearchstarstar-fulluserBriefcaseCard
27 Июля, 2018

Секвенирование геномов золотистого стафилококка раскрыло историю бактерии и механизмы смены хозяев

Международная группа под руководством исследователей из университета Эдинбурга показала, что золотистый стафилококк приспосабливается к новому хозяину при помощи специфических мобильных генетических элементов.

Credit: Gow927 | Dreamstime.com

Credit: Gow927 | Dreamstime.com

Подготовил Илья Скляр

Ученые собрали около 800 изолятов золотистого стафилококка Staphylococcus aureus от 43 видов хозяев (от домашнего скота до птиц, летучих мышей и приматов) из 50 стран и получили их геномные последовательности с помощью секвенаторов Illumina HiSeq 2000. Коровый геном S. aureus содержал более 115 тысяч однонуклеотидных полиморфизмов. Для сравнительного анализа было построено филогенетическое дерево, раскрывающее родство и происхождение изолятов.

Основным и первичным носителем S. aureus был признан человек, другие виды заражались от него. Ученые показали, что случаи перехода стафилококка от одного вида к другому совпали по времени с одомашниванием скота: начались они в период неолита. При этом передача была двусторонней, как от человека к домашнему скоту, так и наоборот. Самым частым реципиентом стафилококка и обычным его резервуаром были коровы. Передача бактерии от человека к корове за последние 4000 лет происходила около 14 раз, от коровы к человеку — около 10 раз. Менее активно в «обмене» участвовал мелкий рогатый скот — козы и овцы.

Приспособления к новым хозяевам затронули вспомогательный геном и происходили за счет мобильных генетических элементов. Исследователи определили 36 мобильных элементов, связанных со сменой хозяев бактерии; среди них были плазмиды, транспозоны, профаги, островки патогенности. Некоторые из этих элементов были уже известны, но многие были новыми. Например, мобильный элемент SCCmec, найденный в изолятах свиней, обеспечивал резистентность к ионам тяжелых металлов, которые часто встречаются в рационе этих животных. Некоторые кластеры генов, кодирующих бактериоцины, чаще встречались в изолятах от определенных хозяев или были связаны с событиями смены хозяина — вероятно, бактериоцины помогали «переселенцам» конкурировать с резидентной микрофлорой.

Смена хозяина способствовала модификации метаболических путей стафилококка. Так в изолятах, взятых у коров, лактоза использовалась намного активнее, нежели в изолятах от людей или птиц.

При исследовании на антибиотикорезистентность выяснилось, что устойчивость к стрептомицину, тетрациклинам и антисептикам характерна для свиных изолятов, а устойчивость к метициллину — для человеческих. У птиц антибиотикорезистентные штаммы встречаются реже, чем у других видов хозяев.

Авторы надеются, что полученные ими результаты помогут выработать более эффективные санитарные нормы и рекомендации по применению антибиотиков для фермерских хозяйств, а также будут полезными при изучении иных важных бактериальных патогенов.

Источник

Emily J. Richardson et al. // Gene exchange drives the ecological success of a multi-host bacterial pathogen // Nature Ecology & Evolution, 2018 Nature Ecology & Evolution, 2018 DOI: 10.1038/s41559-018-0617-0

3153
0
Лидеры мнений
Лидеры отрасли
  • FUTURE
    13
САМЫЕ ОБСУЖДАЕМЫЕ ТЕМЫ ФОРУМА
Поиск материалов по тегам