Открытие в биологии C. difficile открывает новое окно для разработки методов лечения опасных инфекций

Процесс, называемый споруляцией, помогает опасным бактериям. Clostridium difficile ( C. difficile ) выжить в суровых условиях и распространение регулируется эпигенетикой, факторы, влияющие на экспрессию генов за пределами генетического кода ДНК, исследователи из Медицинской школы Икана на горе Синай сообщают. Это первое открытие, что эпигенетика регулирует споруляцию у любых бактерий. Их исследования, опубликовано 25 ноября ^th в Природная микробиология , открывает новое окно для разработки методов лечения этой разрушительной инфекции.

C. difficile ежегодно заражает почти полмиллиона человек, вызывая сильную диарею и убивая чуть менее 10 процентов заболевших ею старше 65 лет. Споры бактерий, которые распространяются через кал, чрезвычайно устойчивы и могут выживать вне тела в течение недель или месяцев, заражение лиц, контактирующих с загрязненными поверхностями.

Поскольку инфекция настолько распространена и разрушительна, в C. difficile геном хорошо изучен, но Gang Fang, Кандидат наук, Адъюнкт-профессор генетики и геномных наук Института науки о данных и геномных технологий на горе Синай и старший автор исследования, говорит, что он и его коллеги использовали другой подход в своих исследованиях. «Мы хотели изучить не только генетический код бактерий, но и посмотреть, какие химические модификации были внесены в геном, - сказал доктор Фанг. Хотя эти эпигенетические химические модификации, называется метилированием, не изменять последовательность гена, они могут изменять активность конкретного гена, чтобы сделать его более или менее активным, который оказывает глубокое влияние на функции организма.

Команда доктора Фанга впервые применила секвенирование ДНК третьего поколения для картирования эпигенетических факторов у бактерий в 2012 году и начала изучение C. difficile эпигенетика в 2015 году. Во-первых, команда изолирована C. difficile из фекалий 36 пациентов в отделении интенсивной терапии (ICU) больницы Mount Sinai, которые были инфицированы им. Они проанализировали образцы и обнаружили один конкретный эпигенетический паттерн, который сохранялся во всех образцах. Следующий, они проверили около 300 C. difficile геномы из GenBank, банк данных генетических последовательностей, управляемый Национальными институтами здравоохранения, и обнаружили, что все они имеют один и тот же ген, ответственный за эпигенетический паттерн, обнаруженный у пациентов в отделениях интенсивной терапии.

Подозревая, что этот эпигенетический паттерн играет решающую роль в функционировании бактерий, Команда доктора Фанга сотрудничала в двух дальнейших исследованиях C. difficile спороношение и мыши, инфицированные C. difficile , с лабораторией Эйми Шен, Кандидат наук, Доцент кафедры молекулярной биологии и микробиологии Медицинской школы Университета Тафтса и соавтор исследования, и с лабораторией Риты Тамайо, Кандидат наук, Доцент микробиологии и иммунологии Университета Северной Каролины, Чапел-Хилл. В одном исследовании с мышами исследователи обнаружили, что когда они подавляли ген, ответственный за эпигенетический паттерн, Через 6 дней присутствовало в 100 раз меньше бактерий по сравнению с неизмененными бактериями.

Доктор Фанг говорит, что результаты этих исследований подчеркивают важность эпигенетики в изучении бактерий и разработке лекарств от инфекций.

Помимо предложения новых эпигенетических взглядов на изучение C. difficile и возможные цели для разработки лекарств, Доктор Фанг надеется, что это исследование будет способствовать дальнейшим исследованиям эпигенетических характеристик бактерий.

<цитата>

Это только начало нашего понимания эпигенетической регуляции бактерий; Есть еще очень много вопросов, на которые еще предстоит ответить. Мы надеемся, что это захватывающее открытие будет стимулировать дальнейшее междисциплинарное сотрудничество для исследования эпигенетики бактерий и того, как мы можем использовать эти новые идеи для разработки жизненно важных методов лечения инфекции ».

Доктор Ганг Фанг, старший автор исследования

• Кишечные микробы могут уменьшить или повысить тяжесть норовирусной инфекции.
• Гены, которые помогают стволовым клеткам кишечника сжигать жир, могут играть роль в развитии рака толстой киш…