Karakterizacija genomov iz Helicobacter pylori izolirati od bolnika z rakom želodca v China

karakterizacija genomov za Helicobacter pylori
izolirati od bolnika z rakom želodca v Abstract
Kitajske
Ozadje
Helicobacter pylori
je znan po svojem odnosu z nastankom številnih hudih želodčnih bolezni. Mehanizmi patogenezo s H. pylori sprožil
so manj znane. V tej študiji smo poročilo genoma zaporedje in genomske karakterizacijo H. pylori
sev HLJ039, ki je bila izolirana iz pacienta z rakom želodca v kitajski provinci Heilongjiang, kjer je visoka pojavnost raka želodca. Da razišče morebitne genomske funkcije, ki lahko sodelujejo v patogenezi raka, je genom primerjavi s tremi prej zaporedjih genomov na tem področju. Zadetki
Dobili smo 42 contigs s skupno dolžino 1,611,192 bp in napovedal 1.687 kodirne sekvence . V primerjavi z sevov izoliranih iz gastritis in razjede na tem področju, je bilo 10 različnih regijah opredeljena kot edinstvena za HLJ039; v glavnem kodiran tipa II omejitev, spreminjanje encim tipa II m6A methylase, DNA-citozin methyltransferase, DNA methylase in hipotetičnih proteine. delitev 93% identitete s hipotetično beljakovin Helicobacter cinaedi
ATCC BAA-847 Edinstven 547-bp fragment ni bil prisoten v vseh drugih prejšnjih H. pylori
sevov. Filogenetsko analizo, ki temelji na osnovnih genomu posameznih nukleotidnih polimorfizmov kaže, da je HLJ039 opredeljena kot hspEAsia podskupine, ki spada v skupino hpEastAsia.
Zaključek
methylations DNK, variacije genomskih regij, vključenih v omejitvami, in spreminjanja sistema, so " vroče "regije, ki se lahko v zvezi z mehanizmom H. pylori
inducirano rakom želodca. Zaporedje genoma bo zagotovil koristne informacije za globoko rudarstvo možnih mehanizmov, povezanih z East Asian raka želodca.
Ključne besede
Helicobacter pylori
rak želodca Naslednja generacija zaporedja Genomska ima Ozadje
Helicobacter pylori
, Gramu negativna bakterija, ki colonizes v človeškem želodcu, je bilo splošno priznano kot patogenih bakterij, povezanih s patogenezo gastritis, razjed in karcinoma [1-3]. Visoka genetska variabilnost H. pylori
vozi svojo dramatično sposobnost prilagajanja želodčne nišo [4-9]. Kljub temu, da so bile opravljene številne študije, njeni mehanizmi še vedno ni dobro pojasnjen.
S hitrim razvojem naslednje tehnologije generacije zaporedja in nižje stroške, je postalo mogoče izvajati velike postopke obsega genoma pridobiti dovolj podatkov o biološka struktura prebivalstva in bolezni označevalci. V zadnjih nekaj letih je bilo vse bolj H. pylori
sevov iz različnih geografskih regij, etnij in bolezni zaporedje [10-12], in vsaj 50 zaporedjem nukleotidov, ki so trenutno na voljo v javnih bazah podatkov.
V prejšnji študiji, smo objavili genomu sekvence treh sevov, dobljenih iz bolnikih z razjedami in atrofični gastritis v provinci Heilongjiang [13]. Znano je, da je H. pylori
sevov izoliranih iz različnih geografskih območjih kažejo dramatično genomske raznovrstnost [14]. Tako, na genomskih ravni, primerjalna analiza med sevov z različnimi kliničnih znakov je treba najprej odpraviti take motnje. Primerjalna genomsko analizo zaporedja sevov izoliranih iz posameznih bolnikov, bi bil lahko zanesljiv način za odpravo takega motenja [15-17]. Vendar pa je ponavadi težko slediti pacienta in pridobiti sevov izoliranih iz različnih nepredvidljivih manifestacij.
V tej študiji smo poročali osnutek genoma zaporedje seva HLJ039, ki je bil izoliran iz pacienta z rakom želodca v provinci Heilongjiang. Po povezovanju z drugimi tremi genomov iz istega območja, je bila začetna primerjalno genomsko analizo izvedli za raziskavo genetske značilnosti raka želodca izolatov.
Metode
Strain izbor
HLJ039 bil izoliran pri 84-year-old človek s slabo diferenciranim rakom želodca telesa. Čeprav so prisotni v javnih bazah podatkov nekateri drugi želodca, povezanih z karcinoma H. ​​pylori
sevov izoliranih iz različnih področij, narodnosti in prebivalstva na svetu, nismo izbrali teh sevov za našo primerjalno analizo. Kompleks sev ozadje bo to zelo težko identificirati zanesljive genomske lastnosti, ki jih lahko prispevale za določene bolezni, kot je rak želodca. Kot taka lahko analizira določeno geografsko regijo, narodnost ali prebivalstvo je bolj smiseln način, da bi našli morebitne namige, povezane z določenimi boleznimi. Zato je v tej raziskavi, smo izbrali le tri seve, izolirane iz province Heilongjiang za primerjalno analizo. Ti sevi so zelo reprezentativna, saj ima province Heilongjiang visoko incidenco želodčnih bolezni na Kitajskem, predvsem za raka želodca. Poleg tega je kitajski provinci Heilongjiang je blizu Koreji in na Japonskem. Te vzhodnoazijskih držav imajo menda najvišjo incidenco raka želodca po vsem svetu [18, 19].
Odobritev Etika
te raziskave je bil potrjen na zasedanju odbora za etiko nacionalnega inštituta za nadzor nalezljivih bolezni in preprečevanje, Kitajska CDC, v skladu s kitajskimi zakoni in predpisi etiko. NO:. ICDC-2013001
genoma in pripis
je sev izolirali iz želodčne sluznice in vzgojeni na Columbia agar osnove z dodatkom 5% ovčje krvi. DNK smo ekstrahirali kot je opisano predhodno [20]. Za vsakega seva, je bil celotnega genoma zaporedja izvede na Illumina Hiseq 2000, ki ga proizvajajo v paru-end knjižnic (500 bt in 2 KB) po navodilih proizvajalca. Dolžine beremo bilo 90 bp in 50 bp za vsako knjižnico, iz katerega je nastal več kot 100 Mb podatkov visoke kakovosti. Napravi-end bere iz sta bili knjižnice de novo sestavljeni v odrov uporabo SOAPdenovo (http:... //Milo genomika org cn). napoved gen smo izvedli s pomočjo žarek. V tRNA geni pa jih je iskalo tRNAScan-SE2, medtem ko so rRNA genov iskali s RNAmmer3. Protein BLAST4 je vodila s pomočjo prevedene kodirnih sekvenc kot poizvedbo nad referenčno zaporedje (H. pylori
sev 51).
Genom je dodatno označeni in funkcionalno kategorizirani Rapid pisanje uporabo podsistemov Technology (RAST). Podsistem je niz funkcionalnih vlog, ki jih ima annotator odločili so povezani. Podsistemi pogosto predstavljajo zbirko funkcionalnih vlog, ki sestavljajo na presnovno pot, kompleks ali protein razred [21].
Začetno primerjalne genomske in filogenetsko analizo
Za ugotavljanje morebitnih regije, ki lahko sodelujejo v patogenezi raka želodca MAUVE je bila uporabljena za primerjavo HLJ039 s tremi dodatnimi izolatov, dobljenih iz istega območja [22]. Kot smo že prej opisali, je HLJ271 vrniti iz pacienta z želodca. HLJ193 in HLJ256 so opomogla od bolnikov z atrofični gastritis. Različne regije (DRS) za HLJ039 bili označeni vzdolž kromosomov lokacijo. DRS se nanašajo na kodiranje zaporedja (CDS), vstavljanje in brisanje v HLJ039 v primerjavi z drugimi tremi genomov.
Želite določiti filogenetske opredelitev HLJ039 pomočjo javno dostopne H. pylori
zaporedjem nukleotidov, 53 celotnega genoma zaporedja bili pridobljeni iz GenBank za filogenetske izgradnjo drevesa (Dodatni datotek 1). P12 smo uporabili kot referenčno genoma. Primerjave so bile narejene s pomočjo nucmer program iz MUMMER3 izvaja v Panseq [23]. Genomi so razdrobljena na 500 bt segmentih, ki so imeli, da so prisotni v vseh 54 genome je treba vključiti v jedro genomu. Vodoravno preneseni geni imajo običajno visoko genetsko raznolikost med različnimi sevi, na primer, plastičnost cone, katero vrsto kodiranja sistemi izločanje IV, R-M sistemi, ali prenosljivi genomske otoki. V skladu z načelom poravnavo več samo z uporabo Panseq, bi te morebitne horizontalne geni treba odstraniti iz ključnih genov. Enotni nukleotidnih polimorfizmov (SNP) v ključnih genomov, se določijo in uporabljajo za ustvarjanje Phylip-oblikovano datoteko. Sestavljena SNP v dolžini 29,259-bp so bili uporabljeni za gradnjo filogenetskih dreves po metodi-soseda vstopu v MEGA5. Bootstrap metoda je bila uporabljena za oceno stabilnosti filogenetskih odnosov.
Genomski podatki odlaganje
Ta celoten projekt genom puško je bila deponirana pri DDBJ /EMBL /GenBank pod pristopno številko JAAA00000000, medtem ko je različica JAAA01000000 opisana v tem članku.
zagotavljanje kakovosti
genomske DNA je bila vzeta iz čistega kulturnega H. pylori
seva in potrjena z običajnimi biokemijskih testov (pozitivne za ureaze, katalaze in oksidaze). Strežnik Rast je bila uporabljena za oceno možne heterogene okuženosti.
Začetne ugotovitve
smo končno dobljenih 42 contigs s skupno dolžino 1,611,192 bp in predvidenih 1.687 CDS v osnutek genoma seva HLJ039. Dodatne informacije so vključene v poročila zaporedja HLJ039 (dodatna datotek 2). Vsebnost G + C je bila 38,72%. Porazdelitev podsistem in splošne informacije o potencialnih funkcionalni distribucijo HLJ039 so prikazani na sliki 1. V primerjavi z dodatnimi tremi HLJ genomov, HLJ039 ima 10 različnih regij (DRS). Podrobne informacije o teh fragmentov je prikazan v tabeli 1. lokacije teh DRS so označene v celotnem genomu (slika 2). Približno polovica od teh sekvenc kodira hipotetičnih proteine. Večina DR sekvenc kodirajo proteine, vpletene v methylase DNK in omejitev modifikacije encima a. Predvsem je edinstvena 547-bp fragment (DR9) delitev 93% identitete s hipotetično beljakovin Helicobacter cinaedi
ATCC BAA-847 ugotovila, da še nikoli ni bila prisotna v vseh drugih H. pylori
sevov prej, ki je pokazal, morebiten prenos horizontalni genov med H. pylori
in H. cinaedi
. DR9, ki se nahaja na oder 5, vstavi v 1371-bp gena za tip III restrikcijsko endonukleazo, ki je odgovoren za adenina specifične DNA methylase sprememb. Slika 1 podsistem statistika razdeljevanje Helicobacter pylori seva HLJ039 ga ustvarja hitro zaznamba z uporabo tehnologije podsistema strežnik.
Tabela 1 Osnovne informacije o različnih regijah (DRS) v HLJ039
DR
Proste Začetek
Proste Konec
Gene opis
DR1
145.736
180.926
25 hipotetična beljakovine, VirB4, DNA topoizomeraze, para, Mobile element beljakovin, Prva ORF v transposon ISC1904
DR2
618.752
619.703
Fucosyltransferase
DR3
740131
740654
hipotetična beljakovin
DR4
1200420
1202309
Hipotetični protein
DNA-citozin metiltransferaza
DR5
1254233
1256053
Hipotetični protein
DR6
1335551
1337398
tipa II m6A methylase (hinFIM)
hypAIVR
DR7
1393932
1394805
Hipotetični beljakovine
DR8
1443251
1445196
tipa II DNA modifikacije encima
hipotetično beljakovin
DR9
1484058
1484604
hipotetični delitev 93% identitete s fragmentom Helicobacter cinaedi protein
ATCC BAA-847
DR10
1538060
1539662
Vrsta IIG omejitev in sprememba encim
Slika 2 Genom uskladitev raka želodca izolirati HLJ039 z non-karcinom izolatov.
Vse zgornje ugotovitve poudarjajo pomembno vlogo sistemov modifikacijo za omejitev DNA v H. pylori
genomske mutacije. Skupaj 29,259 ključnih SNP so bile ugotovljene med 54 analiziranimi genomskih zaporedij. Na podlagi analize jedro genom SNP v 54H. pylori
sevi prodajajo v različnih svetovnih regijah je bila filogenetsko drevo ustvari pokazati HLJ039 podvrsto. Vsi sevi so bili razvrščeni v različne skupine, opredeljene v prejšnjih študij v skladu z multilocus sekvenčno tipizacijo [24, 25]. Slika 3 kaže, da je HLJ039 opredeljeno, da spada v hspEAsia podskupine, ki je pripadal skupini hpEastAsia. Slika 3 Filogenetska analiza 54 sevov Helicobacter pylori, ki temeljijo na njihovih jedro genoma polimorfizmi enega nukleotida.
Opomba: Različne regije (DRS) se nanaša na kodiranje vstavljanje zaporedja in brisanje v HLJ039 v primerjavi z drugimi tremi genomov
prihodnjih usmeritvah
Incidenca želodčnega raka v vzhodnoazijskih državah je precej visoka [18, 19. ]. Za raziskovanje potencialnih patogenih mehanizme, ki lahko prispevajo k temu pojavu, bolj East Asian H. pylori
seve je treba najprej zaporedje. Izbrane za sekvenciranje sevi mora biti reprezentativen in odpravo geografske razlike. Naše prihodnje usmeritve se bo osredotočil na velikih genomskih zaporedja različnih kliničnih izolatov z območij z visoko incidenco raka želodca. Podrobnejše analize so vključeni v metilacije DNA, kot tudi za omejevanje in spreminjanje sistema bi bile najbolj privlačne navodila za študij H. pylori
inducirano raka želodca.
Soglasje PODJETJA
Pisna privolitev je bila pridobljena od bolnika za objava tega poročila in vse spremljajoče slike.
Razpoložljivost spremljajoče podatke
dodatne podatke, ki podpirajo rezultate tu poročali, so vključeni v dodatne datoteke.
deklaracij
Zahvala
je to delo podpira sklad za China mega-projekt za nalezljive bolezni (2011ZX10004-001) in nepovratnih sredstev iz državnega Technology R &. D Program v 12. petletni načrt Kitajske (2012BAI06B02)
Electronic dodatno gradivo
13099_2014_126_MOESM1_ESM. doc Dodatna datoteka 1: Splošne informacije za javno dostopnih genomov na (dOC 60 KB) 13099_2014_126_MOESM2_ESM.doc Dodatna datotek 2:.. informacije skupščina HLJ039 (dOC 27 KB) Avtorji "prvotna predložiti datoteke za slike
Spodaj so povezave do prvotni avtorjev prenosov datotek za slike. "Izvirno datoteko na sliki 1 13099_2014_126_MOESM4_ESM.tiff avtorjev 13099_2014_126_MOESM3_ESM.tiff avtorjev prvotni datoteki Slika 2 13099_2014_126_MOESM5_ESM.tiff avtorjev prvotni datoteki slika 3 Konkurenca interesov
Avtorji izjavljajo, da nimajo konkurenčnih interesov.
Avtorji" prispevki
YY opravljene analize bioinformatiko in napisal rokopis; MZ in LH so bili odgovorni za bakterije izolacijo in identifikacijo; LL, XH in YZ izvedli genomsko zaporedje; JZ in PN izdelal študijo in zagotovila finančno podporo za to delo. Vsi avtorji prebrali in potrdil končni rokopis.

• Adjuvantno kemoterapijo sevanja za adenokarcinomom želodca: institucionalna izkušnje
• Primer metastatskega leptomeningeal karcinomatozo od zgodnjega raka želodca