توسعه مستقل موازی پاتوژنیسیتی درون جنس یرسینیا
از جنس یرسینیا به عنوان سیستم مدل برای مطالعه تکامل پاتوژن استفاده شده است. با استفاده از توالی‌یابی کل ژنوم تمام گونه‌های یرسینیا، ما مکمل ژنی کل جنس را ترسیم کرده و الگوهای توسعه بیماری‌زایی را تعریف می‌کنیم. به نظر می‌رسد تخصیص‌های اکولوژیکی متفاوت، سویه‌های پاتوژنیک جداگانه‌ای از دودمان‌های محیطی و غیرپاتوژنیک دارند. این جدایی نشان می‌دهد که بر خلاف فرضیه‌هایی که بیان می‌کنند تمام گونه‌های پاتوژنیک یرسینیا نیای پاتوژنیک مشترکی دارند؛ آنها به طور مستقل از هم تکامل یافته‌اند اما از مسیرهای تکاملی موازی برای دستیابی به عوامل تعیین‌کننده بیماری‌زایی مشابه پیروی می‌کنند و همچنین به تدریج از نظر متابولیکی محدودتر می‌شوند. عوامل تعیین‌کننده بیماری‌زایی برای پلاسمید بیماری‌زا pYV و تهاجم متصل به لوکوس ali محدود هستند. دستیابی به عوامل تعیین‌کننده بیماری‌زایی به همراه تغییرات ژنتیکی در مسیرهای متابولیکی موجب پیدایش موازی پاتوژن‌های مرتبط شده است که شیوه زندگی بسیار اختصاصی با طیف وسیعی از پتانسیل بیماری‌زایی، زمینه در حال ظهوری در تکامل سایر پاتوژن‌های انسانی مهم، را نشان می‌دهند.
اهمیت
درک قبلی ما از تکامل پاتوژن به دلیل گرایش‌های گوناگون برای مطالعه جدایه‌های بالینی انسان از بین رفته است. به منظور درک روند تکاملی باکتری‌های بیماری‌زا، ما به سابقه خویشاوندان غیربیماری‌زای این باکتری‌ها نیاز داریم. مجموعه داده‌های منحصر به فرد و دقیق امکان توصیف تکامل موازی دو پاتوژن انسانی مهم را فراهم می‌آورند: عوامل ایجادکننده طاعون و اسهال ناشی از یرسینیا. تجزیه و تحلیل توالی ژنومی الگوی جدیدی را نشان می‌دهد که در این الگو تعداد کمی از عملکردهای مرتبط با ویرولانس در تمام دودمان‌های پاتوژنیک که نشان‌دهنده حرکات پایه‌ای مهم پیدایش این پاتوژن‌ها هستند؛ یافت می‌شوند. از دست دادن عملکرد ژن و ساده‌سازی متابولیک به یک اندازه تکامل یرسینیا را در سراسر طیف پاتوژنیک کامل می‌کنند.
The genus Yersinia has been used as a model system to study pathogen evolution. Using whole-genome sequencing of all Yersinia species, we delineate the gene complement of the whole genus and define patterns of virulence evolution. Multiple distinct ecological specializations appear to have split pathogenic strains from environmental, nonpathogenic lineages. This split demonstrates that contrary to hypotheses that all pathogenic Yersinia species share a recent common pathogenic ancestor, they have evolved independently but followed parallel evolutionary paths in acquiring the same virulence determinants as well as becoming progressively more limited metabolically. Shared virulence determinants are limited to the virulence plasmid pYV and the attachment invasion locus ail. These acquisitions, together with genomic variations in metabolic pathways, have resulted in the parallel emergence of related pathogens displaying an increasingly specialized lifestyle with a spectrum of virulence potential, an emerging theme in the evolution of other important human pathogens.
Significance
Our past understanding of pathogen evolution has been fragmented because of tendencies to study human clinical isolates. To understand the evolutionary trends of pathogenic bacteria though, we need the context of their nonpathogenic relatives. Our unique and detailed dataset allows description of the parallel evolution of two key human pathogens: the causative agents of plague and Yersinia diarrhea. The analysis reveals an emerging pattern where few virulence-related functions are found in all pathogenic lineages, representing key “foothold” moments that mark the emergence of these pathogens. Functional gene loss and metabolic streamlining are equally complementing the evolution of Yersinia across the pathogenic spectrum.
اهمیت
نتایج
تعیین ساختار جنس یرسینیا.
ترسیم توزیع عملکرد عوامل بیماری‌زا شناخته شده در سراسر جنس
ارزیابی دودمان‌های بیماری‌زا درون یرسینیا انتروکولیتیکا
تکامل یرسینیا انتروکولیتیکا توسط کاهش ظرفیت متابولیکی و از دست دادن عملکرد ژن مشخص می‌شود
بحث
مواد و روش‌ها
توالی‌یابی و مونتاژ
تجزیه و تحلیل فیلوژنی
جستجو برای ژن‌ها و اپران‌های مربوط به بیماری‌زایی
ارزیابی میکرواری فنوتیپیک و تجزیه و تحلیل
Significance
Results
Defining the Structure of the Genus Yersinia
Plotting the Distribution of Known Virulence Functions Across the Genus
Evolution of Pathogenic Lineages Within Y. enterocolitica
The Evolution of Y. enterocolitica Is Marked by a Reduction in Metabolic Capacity and Functional Gene Loss
Discussion
Phylogenetic Analysi
Search for Genes and Operons Related to Virulence and Pathogenicit
Phenotypic Microarray Experiment and Analysis
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه