Genomska karakterizacija je Helicobacter pylori izolirati iz pacijenta s karcinomom želuca u China

genomske opisivanje Helicobacter pylori
izolirati iz pacijenta s karcinomom želuca u Kini pregled Sažetak
Pozadina pregled Helicobacter pylori pregled je poznat po svojoj vezi s pojavom nekoliko teških želučanih bolesti. Mehanizmi patogeneze potaknuta H. pylori pregled su manje poznati. U ovoj studiji smo izvješće genom i genomskih karakterizacije H. pylori pregled, soja HLJ039 koja je izolirana od pacijenta s rakom želuca u kineskoj pokrajini Heilongjiang, gdje se nalazi i velika učestalost raka želuca. Da bi istražili potencijalne genomske značajke koje mogu biti uključeni u patogenezu karcinoma, genom je u odnosu na tri prethodno sekvencioniranim genoma u tom području.
Rezultat pregled smo dobili 42 contigs u ukupnoj dužini od 1,611,192 bp i predvidio 1,687 sekvence kodiranja , U usporedbi s sojeva izoliranih od gastritisa i čira na ovom području, 10 različitih područja identificirana su kao jedinstven za HLJ039; oni uglavnom kodirani tipa II ograničenje-modifikacija enzima, tipa II M6A metilazom, DNA-citozin metiltransferaza DNA metilazom i hipotetske proteina. Jedinstveni 547-bp dijele 93% identičnosti s hipotetskim proteina Helicobacter cinaedi
ATCC BAA-847 fragment nije bio prisutan u svim drugim prethodnim H. pylori pregled sojeva. Filogenetski analiza temelji se na osnovnim genoma polimorfizama pokazuje da HLJ039 se definira kao hspEAsia podskupine, koji pripada hpEastAsia grupi. Pregled Zaključak pregled DNA metilacije, varijacije genomskih regija uključenih u restrikcije i modifikacije sustava, koji su " vruće "regije koje se mogu odnositi na mehanizmu H. pylori pregled izazvanih rakom želuca. Slijed genoma će pružiti korisne informacije za duboko rudarstvo potencijalnih mehanizama vezanih uz East Asian raka želuca. Pregled Ključne riječi
Helicobacter pylori pregled rak želuca Sljedeća generacija sekvenciranje Genska ima Pozadina pregled, Helicobacter pylori pregled, gram-negativna bakterija koja kolonizira u ljudskom želucu, je široko prepoznata kao patogenih bakterija vezanih za patogenezu gastritisa, čira na želucu, i karcinom [1-3]. Visoka genetska varijabilnost H. pylori pregled vozi svoj dramatičan sposobnost prilagođavanja na želučanu niša [4-9]. Međutim, iako su mnoge studije su provedena, njezini mehanizmi su još uvijek nije dobro razjašnjen.
S brzom razvoju sljedeće generacije tehnologije sekvenciranja i smanjenja troškova, postalo je moguće izvesti velike procedure razmjera genom sekvenciranja dobiti dovoljno informacija o bioloških struktura stanovništva i bolesti markeri. Tijekom posljednjih nekoliko godina, sve više H. pylori pregled sojeva iz različitih geografskih regija, nacionalnosti, i bolesti su izolirani [10-12], a najmanje 50 genoma sekvence su trenutno dostupni u javnim bazama podataka.
U prethodna studija, objavljena smo genoma sekvence tri soja oporavile od bolesnika s čireva i atrofični gastritis u pokrajini Heilongjiang [13]. Poznato je da se H. pylori pregled sojeva izoliranih iz različitih geografskih područja pokazuju dramatičnu genomske raznolikost [14]. Dakle, na razini genomske, komparativna analiza između sojeva s različitim kliničkim manifestacijama treba najprije eliminiraju takve smetnje. Komparativna genomska sekvencioniranje analiza sojeva izoliranih iz pojedinih pacijenata može biti pouzdan način da se eliminiraju takve smetnje [15-17]. Međutim, obično je teško pratiti pacijenta i dobiti sojeve izolirane iz raznih nepredvidivih manifestacija.
U ovom istraživanju, objavljenom smo genom nacrt soja HLJ039 koji je izoliran od pacijenta s rakom želuca u pokrajini Heilongjiang. Nakon integracije s ostalim trima genoma iz istog područja, početne komparativna genomska analiza provedena je istražiti genetske karakteristike karcinoma želuca izolata.
Metode
Strain izbor pregled HLJ039 je izolirana iz 84-godišnjak čovjek sa slabo diferenciranim karcinomom tijela želuca. Iako su prisutni u javnim bazama podataka i neki drugi karcinom želuca vezane uz H. pylori pregled sojeva izoliranih iz različitih područja, etničke skupine, te populacije u svijetu, nismo odabir tih sojeva za naše komparativne analize. Kompleks soj pozadina, učinit će to vrlo teško utvrditi pouzdane genomske karakteristike koje mogu biti pridonijeli na određenu bolest poput raka želuca. Kao takav, analizirajući određenu geografsku regiju, etničku pripadnost, ili populacije, može biti više osjetljiv način pronaći potencijalne tragove vezane uz pojedine bolesti. Dakle, u ovoj studiji, odabrali smo samo tri sojeva izoliranih iz pokrajine Heilongjiang za komparativnu analizu. Ovi sojevi su vrlo reprezentativan jer pokrajini Heilongjiang ima visoku incidenciju želučanih bolesti u Kini, posebno raka želuca. Osim toga, u pokrajini Heilongjiang kineski blizu Koreji i Japanu. Ove istočnoazijske zemlje je navodno imaju najveću učestalost raka želuca u svijetu [18, 19]. Pregled, odobrenje za etiku pregled ovog istraživanja bio je odobren na sastanku Etičkog povjerenstva nacionalnog instituta za zarazne kontrolu i prevenciju bolesti, China CDC, prema kineskim etičkih zakona i propisa. Br. ICDC-2013001
DNA nizovi i napomene pregled soj je izoliran iz sluznice želuca i uzgajane u Columbia agar bazi s dodatkom 5% ovčje krvi. DNA je ekstrahirana kako je ranije opisano [20]. Za svaki soj, cijelog genoma sekvenciranje je provedeno pomoću Illumina Hiseq 2000 generiranjem paru-end knjižnica (500 bp i 2 kb) prema uputama proizvođača. Duljine čitanja su 90 bp i 50 bp za svaku knjižnicu iz koje se generira više od 100 MB kvalitetnih podataka. Parni-end čita s dvije knjižnice su de novo sklopljeni u skele koriste SOAPdenovo (http:... //Sapun genomika org cn). predviđanje Gene je izvedena pomoću svjetlucanje. Na tRNA geni su tražili po tRNAScan-SE2, a rRNA gena su tražili po RNAmmer3. Protein BLAST4 se izvoditi pomoću prevedene sekvenci kodiranja kao upit protiv referentne sekvence (H. pylori pregled soja 51).
Genom je dodatno označena i funkcionalno kategorizirani Rapid Primjedba pomoću podsustava tehnologije (RAST). Podsustav je skup funkcionalnih uloga da annotator je odlučila su povezane. Podsustavi često predstavljaju kolekciju funkcionalnih uloga koje čine metabolički put, kompleks, ili proteina klasa [21]. Pregled Početno komparativna genomska i filogenetski analiza pregled Identificirati moguće oblasti koje mogu biti uključeni u patogenezu karcinoma želuca, mauve je korišten za usporedbu HLJ039 s tri dodatna izolata dobivenih iz istog područja [22]. Kao što je prethodno opisano, HLJ271 je dobiven iz pacijenta s želučanog čira. HLJ193 i HLJ256 su oporavila od bolesnika s atrofični gastritis. Različite regije (DRS) od HLJ039 su označeni duž kromosoma mjestu. DRS odnosi se na kodiranje sekvenci (CDS) umetanje i brisanje u HLJ039 u odnosu na ostale tri genoma.
Biste definirali filogenetsku karakterizaciju HLJ039 koristeći javno dostupne H. pylori pregled genoma sekvence, 53 cijelih genoma sekvence su iz GenBank za filogenetskom izgradnju stabla (Dodatni file 1). P12 je korišten kao referentna genoma. Usporedbe su izrađene pomoću nucmer program iz MUMMER3 provodi u Panseq [23]. Genomi su podijeljeni na 500-bp segmentima koji su morali biti prisutni u svim 54 genomi koji će biti uključeni u jezgri genomu. Horizontalno preneseni geni obično imaju visoku genetičku raznolikost među različitim sojevima, na primjer, plastičnosti zone, koja vrsta kodiranja sekrecije IV sustava, R-M sustava, ili prenosivi genomske otoke. Po principu višestrukog poravnanja uporabom Panseq, ovi potencijalni horizontalne geni će biti uklonjena iz jezgre gena. Polimorfizama (SNP-ova) u jezgri genoma određeni su i koriste se za generiranje Phylip oblikovanu datoteku. Ulančani SNP u dužini od 29,259-BP su se koristili za izgradnju filogenetsku stablo metodom susjed-ulaska u MEGA5. Bootstrap metoda se koristi za procjenu stabilnosti filogenetskom odnosa. Pregled taloženje Gcnomskc podaci pregled cijele ove genom sačmarica projekta je deponiran na DDBJ /EMBL /GenBank pod pristupnim brojem JAAA00000000, dok verzija JAAA01000000 je opisan u ovom radu. pregled, osiguranje kvalitete pregled genomske DNA je izvađen iz čista kulturan H. pylori pregled soju i potvrdio koristeći uobičajene biokemijske testove (pozitivna za ureaze, katalaze i oksidaze). RAST poslužitelj se koristi za procjenu potencijalnih heterogenih kontaminacije.
Početna otkrića pregled smo konačno dobivenih 42 contigs u ukupnoj dužini od 1,611,192 bp i predvidjeti 1,687 CDS u prijedlogu genoma soja HLJ039. Dodatne informacije uključena u sekvenciranje izvješćima HLJ039 (Dodatni datoteka 2). Sadržaj G + C je 38.72%. Distribucija podsustav i opće informacije o potencijalnom funkcionalnu distribuciju HLJ039 prikazani su na slici 1. U odnosu na dodatne tri HLJ genoma, HLJ039 ima 10 različitih područja (GDR). Detaljnije informacije o tih fragmenata je prikazano u tablici 1. Položaji ovih globalnih su označeni u genoma (slika 2). Otprilike polovica od tih sekvenci kodirani hipotetske proteina. Većina DR sekvenci kodiranih proteina uključenih u DNA metilazom i ograničenja modifikacije enzima. Naime, jedinstveni 547-bp fragment (DR9) dijele 93% identičnosti s hipotetskim proteina Helicobacter cinaedi
ATCC BAA-847 utvrđeno je da nikada nije bio prisutan u svim drugim H. pylori pregled sojeva ranije, što ukazuje mogući transfer horizontalni gena između H. pylori Netlogu i H. cinaedi
. DR9, nalazi se u skele 5, unosi se u 1371-bp gena koji kodira tipa III restrikcijske endonukleaze, koji je odgovoran za adeninskih specifične DNA metilazom izmjenama. Slika 1 podsustava statistika distribuciju bakterije Helicobacter pylori soja HLJ039 generira brzom komentaru pomoću podsustav tehnologije poslužitelja. pregled Tablica 1. Osnovne informacije o različitim područjima (GDR) u HLJ039 pregled DR pregled
Početak pregled
End
Gene opis
DR1
145.736 pregled 180.926
25 hipotetski protein, VirB4, DNA topoizomeraze, para, Element protein Mobile, prvi ORF transposon ISC1904 pregled DR2
618.752 pregled 619.703 pregled fukozil-transferaza pregled DR3
740131 pregled 740654 pregled hipotetskom proteina pregled DR4 pregled 1200420 pregled 1.202.309 pregled hipotetske protein pregled DNA-citozin mctiltransfcrazu pregled DR5
1254233
1256053 pregled hipotetski protein pregled DR6
1335551 pregled 1.337.398
tipa II M6A metilazom (hinFIM) pregled hypAIVR pregled DR7 pregled 1.393.932 pregled 1.394.805 pregled hipotetske protein
DR8
1.443.251 pregled 1.445.196
Type II DNK modifikacije enzima
hipotetski protein pregled DR9 pregled 1.484.058 pregled 1.484.604 pregled dijele 93% identičnosti s fragmentom Helicobacter cinaedi hipotetske proteina pregled ATCC BAA-847 pregled DR10 pregled 1.538.060 pregled 1.539.662 pregled Tip IIG ograničenje i modifikacija enzima
Slika 2 Genome usklađivanje želučanog karcinoma izolirati HLJ039 s ne-karcinom izolati. pregled, Sve gore nalaza ukazuju na važnu ulogu DNA restrikcijskih modificiranja sustava u H. pylori pregled genomske rekombinacije. pronađen je ukupno 29,259 jezgri SNP među 54 analiziranih genoma sekvenci u. Na temelju analize jezgre genom SNP od 54H. pylori pregled sojevi raspoređenih u različitim regijama u svijetu, A filogenetski stablo je generirana za prikaz HLJ039 podvrstu. Svi sojevi su klasificirani u različite skupine definirane prema ranijim istraživanjima prema multilocus slijed tipkanje [24, 25]. Slika 3 pokazuje da HLJ039 je definirana kao pripadnost hspEAsia podskupine, koja je pripadala hpEastAsia grupi. Slika 3 Filogenetski analiza 54 Helicobacter pylori sojeva na temelju njihove jezgre genoma polimorfizama. pregled Napomena: Različiti regije (DRS) odnosi se na kodiranje sekvenci umetanje i brisanje u HLJ039 u odnosu na ostale tri genoma
buduće pravce pregled Incidencija želučanog karcinoma u istočno-azijskim zemljama je prilično visoka [18, 19. ]. Kako bi istražili potencijalne patogene mehanizme koji mogu pridonijeti ovom fenomenu, više istočnoazijske H. pylori
sojevi prvo mora biti poredan. Odabrani za sekvenciranje sojevi treba biti reprezentativan i eliminirati geografske varijacije. Naši budući pravci će se usredotočiti na velike genomske sekvenciranje različitih kliničkih izolata iz područja s visokom učestalošću raka želuca. Detaljnije analize su uključeni u DNA metilacije kao i restrikcije i modifikacije sustava će biti najatraktivnije upute za studije H. pylori
pobuđenog raka želuca.
Pristanak
Pismeni informirani pristanak dobiven je od pacijenta za objava ovog izvješća i popratne slike. pregled Dostupnost podržava podatke
Dodatni podaci podupiru rezultate iskazane su ovdje uključene u dodatne datoteke. pregled deklaracija
Zahvale pregled ovaj rad je podržan od strane fond za Kinu megaprojekt za zarazne bolesti (2011ZX10004-001) i bespovratna sredstva iz Nacionalnog Technology R &. D program u 12. petogodišnjeg plana Kine (2012BAI06B02)
Elektronski dopunski materijal pregled 13099_2014_126_MOESM1_ESM. doc Dodatni file 1: Opće informacije za javno dostupnih genoma (DOC 60 KB) 13099_2014_126_MOESM2_ESM.doc Dodatne datoteke. 2:. informacije skupština za HLJ039 (DOC 27 KB) Autori 'original podnio datoteke za slike
Ispod su linkovi na i vlastita originalna poslanih datoteka za slike. 13099_2014_126_MOESM3_ESM.tiff autora izvorna datoteka za Slika 1 13099_2014_126_MOESM4_ESM.tiff autorskim izvorne datoteke za sliku 2 13099_2014_126_MOESM5_ESM.tiff autorskim izvorne datoteke na Slici 3 suprotstavljenih interesa
Autori izjavljuju da nemaju konkurentne interese. Pregled Autori ' doprinosi pregled YY izvršene analize bioinformatičkih i napisao rukopis; MZ i LH su bili odgovorni za izolaciju bakterije i identifikacije; LL, XH i YZ obavlja genomske sekvenciranje; JZ i PN dizajnirana studija i pružila je financijsku potporu za ovaj posao. Svi autori pročitali i odobrili konačnu rukopis. Pregled

• Adjuvantna kemo-zračenja za želučane adenokarcinoma: institucionalni experience
• Slučaj metastatskog leptomeningeal karcinomatoza od ranog želučanog karcinoma