Табиятка келгениңиз үчүн рахмат. Сиз колдонуп жаткан браузердин версиясы CSS үчүн чектелген колдоого ээ. Мыкты тажрыйба үчүн браузердин жаңыраак версиясын колдонууну сунуштайбыз (же Internet Explorerде шайкештик режимин өчүрүү). Ошол эле учурда, колдоо үзгүлтүксүз камсыз кылуу үчүн, биз стилдери жана JavaScript жок сайттарды көрсөтөбүз.
Геномдун секвенциясы инфекциялык ооруларды изилдөө чөйрөсүн жандандырып, оорунун эпидемиологиясын, патогенезин, кабыл алуучу менен патогендин өз ара аракеттенүүсүн жана патогендерге таңууланган эволюциялык процессти ачып берди. Mycobacterium tuberculosis комплекси (МТБК) Mycobacterium bovisти жер бетиндеги сүт эмүүчүлөрдүн кургак учук оорусун (кургак учук) пайда кылуучу жаныбарлардын ыңгайлашуучу мүчөлөрүнүн бири катары карайт жана бактерия эволюциясынын типтүү модели болуп саналат. Башка MTBC мүчөлөрү сыяктуу эле, Mycobacterium bovis катуу клондолуп, акырындык менен өнүгүп келе жаткан патоген деп болжолдонот жана рекомбинациянын же гендин горизонталдуу өтүшүнүн эч кандай белгиси жок. Бул иште биз салыштырма геномиканы ар кандай тукумдагы (Европа жана Африка) 70 бодо малдан турган бүтүндөй геномдук ырааттуулукка (WGS) карата колдонобуз. Кайра уюштуруунун белгилерин баалоо үчүн үч түрдүү ыкма колдонулат. Глобалдык деңгээлдеги рекомбинация окуяларынын бир аз саны катуу колдоосу менен эки көз карандысыз ыкма менен аныкталган жана тастыкталган. Ошого карабастан, мутацияларга салыштырмалуу рекомбинация M. bovisтин көп түрдүүлүгүнө начарыраак таасир этет (жалпы r/m = 0,037). Биздин маалымат топтомубуздагы Mycobacterium bovis клондук комплексинде алынган орточо r/m айырмасы, рекомбинациянын даражасы бир эле таксономикалык түргө дайындалган линиялардын ортосунда абдан айырмаланышы мүмкүн деген жалпы түшүнүккө шайкеш келет. Бул иштин негизинде Mycobacterium bovis рекомбинациясын жокко чыгарууга болбойт, ошондуктан ал келечектеги салыштырма геномика изилдөөлөрүндө мындан аркы аракеттердин предмети болушу керек, мында дүйнө жүзү боюнча ар кандай эпидемиологиялык сценарийлердин чоң маалымат топтомдорунун WGS абдан маанилүү. Андан кийин кошумча талдоо кургак учуктун көп ээлеринин таралышынан кичирээк Mycobacterium bovis маалымат топтомуна (n = 42) жүргүзүлдү жана 1800дөн ашык локус аныкталган, алардын ичинен жок дегенде бир штамм бир нуклеотиддик полиморфизмди (SNP) көрсөткөн. Көпчүлүгү (87,1%) коддоо аймагында жайгашкан жана синонимдик өзгөрүүлөрдүн синонимдик эмес өзгөрүүлөрүнүн глобалдык катышы (dN/dS) 1,5тен ашат, бул оң тандоо M. bovisке жасалган маанилүү эволюциялык күч экенин көрсөтөт. СНПнын көбүрөөк үлүшү "липиддик метаболизм", "клетка дубалы жана клеткалык процесстер" жана "аралык метаболизм жана дем алуу" функционалдык категорияларына бай гендерде аныкталып, алардын Mycobacterium bovisтин биологиясында жана эволюциясында потенциалын ачып берген. MTBC ата-бабаларындагы гендердин горизонталдуу өтүшүнө жакын жана 3R (ДНКны оңдоо, репликация жана рекомбинация) системасына кирген гендерди кылдаттык менен карап чыгуу Taijima's D нейтралдуу тестинин глобалдык орточо терс маанисин көрсөтөт, бул өткөн тандалма сканерден өткөнүн көрсөтөт. үй ээси менен күрөшүү.
Mycobacterium tuberculosis комплекси (МТБК) бактериялык патогендердин эң ийгиликтүү таксонунун бири жана бактерия эволюциясынын типтүү учуру. Анын мүчөлөрү геномдук деңгээлде (> 99%)1,2 укмуштуудай жогорку нуклеотиддик иденттүүлүгүн көрсөтөт. МТБКнын ар кандай экотиптери жугуштуу гранулематоздук оору болуп саналган кургак учукту (КБ) микро сүт эмүүчүлөрдөн адамдарга чейин кабыл алуучу түрлөрдүн кеңири диапазонунда пайда кылышы мүмкүн3,4,5. Учурда комплекске адамдар кирет [М. Кургак учук (Mtb), Mycobacterium africanum] жана жаныбарлардын ыңгайлашкан козгогучтары (Mycobacterium bovis, Mycobacterium capitum, Mycobacterium pinnipedum, Mycobacterium microtobacter, Mycobacterium mongee, Mycobacterium , Mycobacterium, Mycobacterium "micobacterium, surBacterium" шимпанзе» жана «дасси») 5,6. M. canettii (ошондой эле "Nodobacter glabrata" деп аталат) Жогоруда айтылган микобактериялар менен орточо нуклеотиддердин окшоштугу 98%ды түзөт жана салыштырма геномикалык иш M. canettii жана МТБКнын калган бөлүгү жакында эле жалпы атадан алыстаганын көрсөттү.7 Бул концепцияны MBC мүчөсү деп аташат.
MTBC системалуу түрдө катуу клондук комплекс катары сүрөттөлөт жана анын популяциясынын структурасы ар түрдүүлүктү кыскартуу, тоскоолдуктар, тандалма сканерлөө жана генетикалык дрейф9,10 менен башкарылат. Жок полиморфизмдер сыяктуу татаал катуу клоналдык эволюцияны рекомбинациялоо жолу менен калыбына келтирүүгө болбойт. Бул негиздин негизинде дифференциалдык аймактын (RD) жана TbD1 (Mtb спецификалык өчүрүлүшү 1 аймагы) геномдук жок кылынышынын ырааттуу окуялары MTBC эволюциясынын молекулярдык маркерлери катары сунушталган2,5,11. Салыштырмалуу геномика жана бүт геномдун секвенирлөө (WGS) иши адам адаптацияланган мүчөлөрдү тогуз линияга бөлүүнү колдойт (Mycobacterium tuberculosis L1 - L4, L7 жана L8; жана Mycobacterium africanum L5, L6 жана L9), L2 - L4 аймактары бөлүшүлгөн, T112, T11b. Кошумчалай кетсек, жаныбарлардын ыңгайлашкан мүчөлөрүнүн жалпы ата-бабасын бөлүшүү сунушталат, ал RD7, RD8, RD9 жана RD102, 5 жана 14-те класстык өчүрүүлөр менен аныкталат.
Горизонталдык ген которуу (HGT) жана рекомбинация окуялары сейрек болуп эсептелет жана МТБКнын ата-бабаларында кездешет, тескерисинче, бүт МТБК мүчөсүнүн ар кандай тарыхында эмес15,16,17. Hughes жана collaborators (2002) жана Gutacker жана collaborators (2006) тарабынан эки алгачкы отчеттор рекомбинация окуялар M. tuberculosis штаммдарынын 18,19 белгилүү локустарды белгилөө полиморфизмдерди калыптандырууга жардам берет деп сунуш кылды. МТБКда рекомбинациянын ачык жоктугунун себептери: (1) механикалык процесс жана HGT жөндөмдүүлүгүн жоготуу; (2) HGT окуяларынын сейрек болушу; (3) MTBC niche14,17 рекомбинация окуялардын эч кандай мүмкүнчүлүк жок. Жакында, MTBC штамм 20 жана Mycobacterium bovis 21 үчүн колдонулган кээ бир бүтүндөй геномдук секвенирлөө (WGS) изилдөөлөрү рекомбинациянын далилин берди, биринчи жолу MTBC штаммдары көбүнчө ДНКнын майда фрагменттерин алмаштырып турат, бирок нуклеотиддердин ырааттуулугунун чектелгендигинен улам, бул окуялар дагы деле байкала элек.
Mycobacterium bovis малдан (негизинен бодо малдан) эң көп алынган МТБК мүчөсү, бирок аны эркин жүрүүчү жана тосулган жапайы жаныбарлардан да бөлүп алса болот4,22,23,24. M. bovis беш негизги клондук комплекстерге [европалык 1 (Eu1), европалык 2 (Eu2), европалык 3 (Eu3), африкалык 1 (Af1) жана Африка 2 (Af2)] эволюциялашып, сполиготиптөө профилине, спецификалык өчүрүүлөргө жана бир нуклеотиддик полиморфизмдерге (SNPs) 282, спецификалык 282, ген. Бул клондук комплекстер Mycobacterium bovis популяциясынын ар түрдүү түзүлүшүн жана анын географиялык аймактар менен байланышын көрсөтөт. Мындан тышкары, жакында Zimpel жана биргелешип иштегендер (2020) жүргүзгөн WGS иши Mycobacterium bovisтин SNP негизинде филогенияны иштеп чыгышкан, 1900дөн ашык геномдор бар, бул жок дегенде төрт түрдүү линия (Lb1ден Lb1ден Lb4кө чейин аталган) бар экенин көрсөтүп турат, алар мурункудай эле комплекстүү түрдө аныкталган эмес, бирок географиялык комплекстүүлүккө толугу менен дал келбейт. тастыкталган30. Бул авторлор филогениянын жана молекулалык даталардын дифференциалдык анализин жүргүзүшкөн, бирок рекомбинацияны30 изилдешкен эмес.
Ар кандай молекулярдык ыкмаларды колдонуу менен мурунку иш, мисалы, spoligotyping, MIRU-VNTR (микобактериялар кесилишкен кайталануучу бирдик-өзгөрмө тандем кайталоо саны) жана акыркы SNP терүү M. bovis штаммдары 31,32,33, 34,35 арасында генетикалык ар түрдүүлүктүн белгилүү бир деңгээлин аныктады. Генетикалык вариацияны дифференциациялоо оорунун эпидемиологиясын изилдөөдө маанилүү инструмент болуп калды, ал патогенезди, вируленттүүлүгүн жана оорунун таралышын терең түшүнүүгө жардам берет. WGS методунун пайда болушу Mycobacterium bovis геномунун адаптация процессинде жана ар кандай эпидемиологиялык сценарийлерге туруштук берүү процессинде эволюциялык кыймылдаткыч факторлорду ачууга мүмкүнчүлүк берет.
Бул иште биз Mycoplasma bovisтин эволюциялык процесси жөнүндө түшүнүк алуу үчүн, өзгөчө филогенетикалык мамилелерди жана рекомбинация окуяларын чечүү үчүн ар кандай Mycoplasma bovis маалымат топтомдорунда (n=70), анын ичинде ар кандай клоналдык комплекстерден алынган изоляттарда салыштырмалуу геномдук анализди колдонобуз. Бул анализге кошумча катары, Португалияда жакшы мүнөздөлгөн көп хосттуу кургак учуктун аймагынан алынган M. bovis изолятысынын (n = 42) суб-маалыматтар жыйындысы 31,36 окшош эместиги жөнүндө жыйынтык чыгаруу үчүн андан ары изилденген. адабият, алар HGT аркылуу MTBC ата-бабалары тарабынан алынган 37,38 болуп саналат жана 3R (ДНК оңдоо, репликация жана рекомбинация) системасынын ген компоненттерин коддошот 39. HGT аркылуу алынган гендерди тандаңыз, анткени алар байыркы полиморфизмдерди билдириши мүмкүн, андыктан алар синонимдик өзгөрүүлөрдүн жогорку үлүшүн камтышы мүмкүн. 3R системасына кирген гендер тандалып алынган, анткени M. tuberculosis штаммдары боюнча мурунку иш бул гендерде иштеген жалпы терс/тазалоо тандоолорун көрсөткөн жана алар эволюцияда маанилүү ролду ойношу мүмкүн 39. Бул иштин дагы бир максаты - реорганизация окуяларынын бар экендигине тыянак чыгаруу. Ушул себептен улам, биздин Португалиядан алынган маалымат топтомубуз европалык 2-клон комплексинин геномдорун жана клон комплексин дайындабаган штаммдарды гана камтыганын эске алып, акыры бардык клон комплекстеринин өкүлүн алуу үчүн жалпыга жеткиликтүү геном маалыматтарын кошууну чечтик жана натыйжалардын бекемдигин жана кеңдигин жакшыртуу.
42 жаңы секвенирленген Mycoplasma bovis португалиялык эндемикалык көп хосттуу кургак учуктун геному (төмөндө), мурда эпидемиологиялык көз караштан36 мүнөздөлгөн, бул иштин борбору болуп саналат. Португалиядан алынган маалымат топтомунда европалык 2 клон комплекстеринин өкүлдөрү жана атайын комплекстери жок штаммдар гана бар экенин эске алып, M. bovis клон комплекстеринин бардык өкүлдөрүн камтыган маалымат топтомун кеңейтүү үчүн жалпыга жеткиликтүү бүтүндөй геномдук секвенирлөө маалыматтары кошулду. Ошондуктан, бул иште үч бүтүндөй геномдун секвенирлөө маалымат булагы колдонулган: толук/долбоор геномдук жыйын, NCBI (Биотехнологиялык маалымат боюнча Улуттук борбор) сакталган 10го чейин (n = 15 изолят); SRAда сакталган (The Illumina fastq файлы окуу архивинин ырааттуулугу) M. bovis клондорунун татаал көп түрдүүлүгүн билдирет (n = 12 изолят)30; жана Португалиядан 42 жаңы тизилген геном. Mycobacterium bovis BCG (Bacille Calmette-Guerin) NCBI издөөсүнөн чыгарылды. M. bovis AF2122/97 адатта маалымат топтомуна кошулуу үчүн шилтеме геному катары колдонулат. African 1 клондоштуруу комплекси тарабынан сунушталган бүт геномдун ырааттуулугу коомчулукка жеткиликтүү эмес болгондуктан жана Af2 жана Eu1 репрезентативдик штаммдарынын геномдорунун аздыгынан, бул учурларда SRA тарабынан берилген секвенирлөөнүн баштапкы маалыматтары колдонулган. Zimpel жана анын кызматташтарынын иши (2020) жогоруда айтылган клондоштуруу комплексинен геномду аныктоого жардам берди жана маалыматтар топтомуна киргизүү үчүн Mycobacterium bovisти тандоого жардам берди. Eu3 үчүн геномдун бир гана түрү сүрөттөлгөн (Branger et al., 2020), ошондуктан биз киргизген геном Eu3 комплексинин өзүнчө өкүлү болуп саналат.
Дүйнөлүк деңгээлде бул маалымат топтому 1985-жылдан 2016-жылга чейин 12 өлкөдө таралган 8 хост түрүнөн бөлүнүп алынган 70 бодо малды камтыйт. Бул изилдөөдө колдонулган Mycobacterium bovis жөнүндө толук маалымат (анын ичинде кошулуу номери) 1-таблицада жана 1-таблицада көрсөтүлгөн.
Португалиядагы жаныбарлардын кургак учугунун очокторунан Mycobacterium bovisтин 42 жаңы секвенирленген бүт геномдору жана 12 жылдан ашык убакыттан бери таркатылып, бул изилдөөнүн борбору болуп саналат, анткени потенциалдуу жапайы жаныбарлардын оорулары системасы 31,36 үзгүлтүксүз көзөмөлдөнүп турат (Кошумча 1-сүрөт). Кийинки процедураларга ылайык, бул штаммдар 2003-жылдан 2015-жылга чейин бодо малдан (n = 14), маралдан (n = 16) жана жапайы камандан (n = 12) бөлүнүп алынган: сунуш кылынган протоколдук көрсөтмөлөргө ылайык жаныбарларды чогултуу жана иштетүү Кыртыштын үлгүлөрү OIE жер үстүндөгү жаныбарлардын китепчесинде жана Stonebrensen-Jen-Jen-Jen-Jen-Jen-Jen-Jen-Jen-Jen-Jen-J. пируват катуу чөйрө жана суюк чөйрө. Маданияттар 37 °C температурада инкубацияланат жана кеминде 12 жума бою жумасына бир жолу өсүшү текшерилет. Колониялар түздөн-түз глицерин эритмесинде -80ºCде сакталат. Mycobacterium тандалма чөйрөсүндө (Middlebrook 7H9, BD Diagnostics) архивделген оригиналдуу үлгүлөр WGS программасынын ДНКсын алуу үчүн in vitro бир жолку өтүүдөн өттү. Бул үчүн, тоңдурулган маданият запас эритмеси 37 ° C Retrain боюнча Middlebrook 7H9 боюнча 5% натрий пируват жана 10% ADS (50 г альбумин, 20 г глюкоза, 8,5 г натрий хлориди 1 л суу) менен байытылган. 4 жумалык өсүүдөн кийин, чөйрө жаңыртылып, өсүү байкалгыча маданият үзгүлтүксүз көзөмөлдөнүп турду. Клеткалар центрифугалоо жолу менен жыйналды, гранул 500 мкл фосфат буферленген тузда (PBS) кайра суспензияланды, 99 °Cде 30 мүнөт ысытылды, центрифугада жана супернатант -20 °Cде WGSге чейин сакталды. Бардык процедуралар биологиялык коопсуздуктун 3-деңгээлинде жүргүзүлөт.
WGS жупташкан геномдук китепканасы ар бир ДНК үлгүсүнүн уникалдуу индексин колдонуу менен даярдалат жана секвенирлөө үчүн Illumina MiSeq (2 × 250 pb) (40 үлгү) жана HiSeq (2 × 150 pb) (эки изолят) технологиясын (Eurofins Genomics, Германия) колдонот. Өндүрүүчүнүн нускамаларына ылайык, геномдук ДНКны ырааттуулук үчүн эки тараптуу модулдук тиркемеси бар Illumina геном анализаторун колдонуңуз жана китепкананы куруу үчүн Illumina компаниясынан Nextera XT DNA Library Prep Kit колдонуңуз.
SRAдан (n = 12) калыбына келтирилген маалыматтарды эске алуу менен, клон комплексинин идентификациясы 30, 41, 43 тиешелүү басылмалардын метаберилиштери катары пайдаланылышы мүмкүн. Толук геномду кароодо, Mycobacterium bovis AF2122/97 жана Mycobacterium bovis E-3601 жана E. 25, 29, тиешелүүлүгүнө жараша, ал Mycobacterium tuberculosis H37Rv толук геному менен бирдей (NCBI кирүү номери NC_000962.3). Геномду тегиздөө MAFFT (аминокислота же нуклеотиддердин ырааттуулугунун көп жолу түздөө программасы, 7.458 версиясы) жана -addfragments48 параметринин жардамы менен аткарылат. Андан кийин, ар кандай клоналдык комплекстердин жоктугун жана/же SNP өзгөчөлүктөрүнүн болушун издеңиз.
Жаңы ырааттуу Mycobacterium bovis (n = 42) жана чогултулган геном долбоорунун түпнуска окуулары (n = 3) комплексти vSNP түтүгү аркылуу Mycobacterium tuberculosis H37Rv шилтеме геному менен тегиздөө жана ар кандай клондордун жок кылынышы жана/же SNP өзгөчөлүктөрүнүн бар экендиги Издөө жүргүзүлдү.
Тийиштүү клондук комплекске геномдук маалыматтарды дайындоо үчүн өзгөчөлүктөрдүн жоктугунан жана/же SNP жана spoligotyping профилдердин болушу/жоктугунан маалымат чогултуңуз. Төрт долбоордук ассамблея үчүн сполиготип профилин чыгарууга болбойт, ошондуктан алар "татаалдыгы жок" тобуна кирет.
Бул иш менен коштолгон биоинформатиканын иш агымы рекомбинация окуяларын жана спецификалык геномдук полиморфизмдерди изилдөө максатын көздөп, де-ново чогултуу жана карта түзүүдөн баштап шилтеме стратегиясына чейин башталат. 1-сүрөттө аткарылган кадамдардын схемасы берилген. Рекомбинациялоо анализи үчүн бардык геномдор корутундулардын жана тиешелүү көрсөткүчтөрдүн бекемдигин жогорулатуу үчүн колдонулат.
Геномдун консенсус ырааттуулугун түзүүдөгү каталарды азайтуу үчүн, биз адегенде де ново чогулушун алдык, андан кийин негизги бир нече тегиздөөлөрдү алдык. Unicycler конвейери учурда https://github.com/rrwick/Unicycler49 дарегинде жеткиликтүү жана 54 секвенирленген геномду де-нового чогултуу үчүн колдонулат (SRAдан калыбына келтирилген 42 жаңы секвенирленген жана 12 fastq файлы). Кыскача айтканда, нөлдөн баштоодон мурун, FastQC 0.11.7 версиясында (https://github.com/s-andrews/FastQC) жана Trimmomatic 0.36 версиясында окуу сапатын талдоо жүргүзүлгөн (опция "окуудан адаптерлерди жана башка жарыкка тиешелүү ырааттуулуктарды кесүү" жана "20 сапаты төмөн болсо, окуунун негизин кесүү" опциясы) (http://www.usadellab.org/cms/?page= trimmomatic) 50. Андан кийин геномду чогултуу үчүн SPAdes optimiser49, ал эми монтаждан кийинки оптималдаштыруу үчүн Pilon 1.1851 версиясы колдонулган. Туура эмес чогултууну болтурбоо үчүн консервативдик көпүрө режими тандалган жана k-mer өлчөмү изделип, окуу узундугунун 20% жана 95% ортосунда тандалган. SPAdes көрсөтмөлөрүн аткарыңыз жана окуу өлчөмүн карап көрүңүз, 300 биттен кичине контигдерди жок кылыңыз жана 20 окуу тереңдигинин камтуусунун 52 чегин орнотуңуз. Де-ново чогултуу стратегиясында геномдук аймактар, мисалы, кайталануучу пролин-глутамат (ПЭ) жана пролин-пролин глутамат (PPE) паралогдору жок кылынган эмес.
De novo монтажынын сапаты QUAST түтүк жолу (http://quast.sourceforge.net/quast.html) аркылуу бааланат, ал контигди жана M. bovis AF2122/97 маалымдама геномун (NCBI кошулуу номери LT708304.1) картага түшүрүүнү жеңилдетет (Кошумча сапат параметрлерин караңыз).
vSNP түтүкчөсүнүн (https://github.com/USDA-VS/vSNP) жардамы менен Illumina секвенирлөөсүнөн жаңы секвенирленген M. bovisтин FASTQ файлы M. bovis AF2122/97 шилтеме геному (LT708304.1) менен салыштырылат. Геном анализинин инструменттеринин (GATK) 53, 54, 55 мыкты практикалык сунуштарына ылайык, кайра калибрлөө үчүн стандарттык чыпка параметрлерин же варианттык масса упайларын колдонуңуз. Натыйжалар 150 жана AC = 2 болгон эң төмөнкү SAMtools массасы менен чыпкаланат. Ошондой эле булганууну жокко чыгаруу үчүн окууларды текшерүү үчүн Kraken (http://ccb.jhu.edu/software/kraken/) колдонуңуз. Биздин ишибизде стратегияларды ырааттуулук менен түзүү үчүн колдонулган vSNP түтүгү бир катар аныкталган SNP жана максаттарды карап чыгат, ошондой эле аралаш инфекция сценарийлерин жокко чыгарат. Окулган геномдун камтуусу 99% дан жакшыраак (Кошумча таблица 1).
Карта түзүүдө каталарды жана туура эмес SNPлерди болтурбоо үчүн, төмөнкү учурларда вариантты чыпкалаңыз: (1) ал 20дан аз окуу менен колдоого алынат, (2) ал 0,9дан аз жыштык менен табылса, (3) ал жок дегенде бир штаммда, бирок жок дегенде башка штаммда боштуктар бар. Интегралдык геномиканы көрүүчү (IGV) 2.4.19 версиясы (http://software.broadinstitute.org/software/igv/)56 SNP жана позицияларды картага түшүрүү же тегиздөө көйгөйлөрү менен визуалдык текшерүү үчүн колдонулган. Пролин-глутамат (ПЭ) жана пролин-пролин глутамат (ППЭ) гендери өтө көп кайталанган жана көп гендик үй-бүлөнүн бир бөлүгү болгондуктан, алар Illumina секвенциясы жана туура эмес картасы аркылуу оңой эле туура эмес түшүнүлөт, ошондуктан аларга артыкчылык берилет. Ошондуктан, биз анализден PE/PPE гендерин жана инделдерин чыпкаладык.
Bovilist (http://genolist.pasteur.fr/BoviList/) ылайык, бардык SNPs функционалдык категорияларга бөлүнөт. SnpEff конвейери (https://pcingola.github.io/SnpEff/) SNP кесепеттерин (синонимдүү же синонимдик эмес өзгөрүүлөр) чыгаруу үчүн колдонулат. Mycobacterium bovis AF2122/97 геномунун жаңы маалымат базасы түзүлдү (LT708304.1).
Негизги геномду көп тегиздөө Parsnp v1.2, учурда https://github.com/marbl/parsnp57 дарегинде жеткиликтүү, 69 толук геном/долбоор жыйындысы (-c опциясы менен) жана M. bovis AF2122/97 (LT708304.1) шилтеме катары колдонулат. Төрт негизги көп тегиздөөлөр аткарылды: Eu2 клондоо комплексинин мүчөлөрү гана (n = 37), анын ичинде европалык клондоо комплексинин бардык мүчөлөрү (n = 44), анын ичинде европалык жана африкалык клондоо комплексинин кошулуу жери (n = 51) жана бул изилдөөгө бардык Mycobacterium bovis камтылат (n = 70).
Parsnp тарабынан түзүлгөн негизги тегиздөө RAxML аркылуу CIPRES Science Gateway v3.3 (http://www.phylo.org/)58 аркылуу максималдуу ыктымалдуулуктун (ML) филогенетикалык дарагын чыгаруу үчүн колдонулат жана 1000 жетектелген репликацияларды аткарат.
Параллель рекомбинация окуяларынын бар-жоктугун текшерүү үчүн үч түрдүү алгоритм жана биоинформатика каражаттары колдонулат: SplitsTree4 программалык камсыздоосу, Gubbins (нуклеотиддердин ырааттуулугунда рекомбинация аркылуу калыс линия) түтүк жолу жана RDP4 (рекомбинацияны аныктоо программасы, версия бета 4.101) программалык камсыздоо.
SplitsTree4 v4.15.1 (http://www.splitstree.org/)59 программасында ишке ашырылган бөлүнүү ажыратуу ыкмасы статистикалык текшерүү үчүн Phi тестин колдонуу менен тамырсыз филогенетикалык тармакты эсептөө үчүн колдонулат жана маанилүүлүк босогосу p = 0,05. Parsnp негизги көп тегиздөө талдоо киргизүү катары колдонулат, ал эми тармак стандарты катары бөлүү декомпозиция ишке ашырылат.
Gubbins pipeline v2.3.1 (https://github.com/sanger-pathogens/gubbins60 рекомбинациянын Mycobacterium bovisке тийгизген таасирин баалоонун дагы бир жолу катары демейки параметрлер менен иштейт. Түтүктө ишке ашырылган алгоритм тиешелүү клондук линияны реконструкциялайт. AF2122/97, LT708304.1) өз ара болуп саналат жана рекомбинация окуясын билдирген SNP кластерин аныктоо үчүн дарактын ар бир бутагын сканерлеңиз RAxMLден ML дарагы киргизүү файлдары катары колдонулат.
Акырында, Gubbins конвейери тарабынан сунушталган кайра уюштуруу окуясын ырастоо үчүн, RDP467де ишке ашырылган алты алгоритм (RDP61, GENECONV62, Bootscan63, Maxchi64, Chimaera65 жана SiScan66) демейки жөндөөлөр боюнча Parsnp негизги көп тегиздөөсүнө колдонулат. Биз RDP4 ишке ашырылган алгоритмдердин жок дегенде үчөө ар бир рекомбинация окуясын текшерүү үчүн маанилүү сигналды ырааттуу түрдө көрсөтүшү керек экенин аныктадык.
Gubbins да, RDP программасы да 500 битке чейинки терезеде негизги бир нече тегиздөөлөрдү текшерүү аркылуу рекомбинация сигналдарын издей турганын жана де-ново монтаждоо учурунда PE/PPE гендерин киргизүү табылган рекомбинация сигналдарына тоскоол болбой тургандыгын ырастаганын эске алуу менен, андан ары талдоо гомолинардык аркылуу жүргүзүлөт. Толук геномду колдонуу менен синлинардык карта MAUVE-мульти-геномдук тегиздөө (http://darlinglab.org/mauve/mauve.html) аркылуу жергиликтүү геномдун транслокацияларын же инверсияларын жокко чыгаруу үчүн түзүлдү. Мындан тышкары, бүт геном SyntTax веб-сервери (https://archaea.i2bc.paris-saclay.fr/SyntTax/) аркылуу аминокислота ырааттуулугунун гомолинардык анализин жүргүзүү үчүн колдонулган.
Португалиялык көп хосттуу кургак учук системасынан алынган геномдук маалыматтардын топтомун тереңирээк талдоо адабиятта айтылган гендердин полиморфизмин текшерүү болуп саналат. Бул гендер 37,38 жана HGT (ДНК оңдоо, репликация жана рекомбинация) системасынын компоненттери аркылуу MTBC ата-бабалары тарабынан алынган 3R коддоочу ген 39. ClustalX v2.1 (http://www.clustal.org/clustal2/) колдонуңуз жана DnaSP v6.12.03 (http://www.clustal.org/clustal2/) колдонуңуз (http://www. нуклеотиддердин ар түрдүүлүгү (π) жана Tajima's D нейтралдуу тест параметрин киргизүү.
69 Mycoplasma bovis изоляттарынын жана шилтеме геномдорунун негизинде максималдуу ыктымалдык (ML) филогенетикалык дарак алынды (Figure 2A). Бир генге негизделген дарактарга же көп локустарга негизделген дарактарга салыштырмалуу, бул стратегия бүт геномдун өзгөрмөлүүлүгүн кармай албаган, ошондуктан 68,69 түрлөрдүн ортосундагы дискриминациялоо жөндөмү төмөн болгон күчтүү дарактарды пайда кылууга мүмкүндүк берет. ML дарагынын топологиялык түзүлүшү, адатта, клондордун татаал классификациясына шайкеш келет. Eu2 геному бутакта топтолгон жана Af1 геному да чогуу топтолот (2А-сүрөт). Натыйжа да Mycobacterium bovisтин белгилүү эволюциялык байланышына дал келет, башкача айтканда, Eu1 мүчөсү менен башка бардык клондук комплекстерден жана геномдордон турган топтун ортосунда чоң айырма бар, бирок клондук комплекс 30 көрсөтүлгөн эмес. Клоналдык комплекс менен филогенетикалык даракта байкалган мамилелердин ортосундагы кичине дал келбестигин клондук комплекс белгилүү геномдук аймактардын негизинде сыпатталганы менен түшүндүрсө болот, ал эми филогенетикалык дарак бүт геномду билдирген негизги геномдордун бир нече тегиздөөсүнө негизделген.
Максималдуу ыктымалдык филогенетикалык дарак (GTR) Mycobacterium bovis геномунун (A) жана (B) рекомбинациялоо участогун алып салганга чейинки өзөк геномунун түзүлүшүнүн негизинде түзүлөт. Тармак түстөр Mycobacterium bovis клон комплексин билдирет: Europe 1 кызгылт көк, Europe 2 кызыл, Europe 3 көк, Africa 1 кызгылт сары, Africa 2 жашыл. Дарактын тамыры жана масштабы тартылат, ал эми бутактын узундугу ар бир сайт үчүн алмаштыруу катары ченелет.
Mycobacterium tuberculosis комплекси клондук эволюция катары сүрөттөлөт жана жылдар бою топтолгон далилдердин көбү MTBC15,17,18 аныкталуучу деңгээлде уланып жаткан HGT жана рекомбинация окуялары болбойт деген ойду колдойт.
Мурунку иш MTBC штаммдары20,21 ортосунда чектелген рекомбинация болушу мүмкүн экенин көрсөттү, ал эми башкалар өлчөнө турган рекомбинация окуяларын аныктай алган жок. Бул маселени кайра талкуулоо менен Mycobacterium bovis 70,71 туберкулез микобактериясын гана караган мурунку иштен айырмаланат; же МТБКны бир бүтүн катары караңыз, M. bovis дээрлик 20 эмес; же чектөөчү бодо фракцияларды гана карап көрөлү. Микобактериялардын маалымат топтому, бул иште, рекомбинацияны текшерүү үчүн колдонулган бардык клондук комплекстерди чагылдырган жалпы 70 штамм бар. Берилиштер топтому төрт кумулятивдүү деңгээлге ылайык масштабдалат: (1) Eu2 мүчөлөрү, (2) бардык европалык клон комплексинин мүчөлөрү (б.а. Европа), (3) европалык жана африкалык клондук комплекс (Eu + Af) жана (4) бүт маалымат жыйнактары (анын ичинде буга чейин сүрөттөлгөн клондоштуруу комплекстерине кирбеген геномдор).
Бул гипотезаны андан ары изилдөө үчүн, геномдордун ортосунда рекомбинация окуяларынын жоктугун баалоо үчүн бөлүнгөн ажыратуу тармагы аткарылган, анткени бул ыкма адамдардын ортосундагы ата-бабалардын мамилесин элестетип, карама-каршы филогенетикалык сигналдарды көрсөтө алат. Талдоодогу бардык төрт маалымат топтому тармакта укуруктардын бар экендигин тастыктады (башкача айтканда, бир даракка кошулбаган аймактар), бирок Phi тестинин статистикалык колдоосу жок (Eu2, p = 0,0956; Europe, p = 0,1637; Eu + Af p = 0,2774; бардык маалыматтар топтому р = 0) бар экендигинин начардыгын далилдейт. окуялар (3A-D-сүрөт).
Европада 2 геномдор (n = 37) (A), европалык геномдор (n = 44) (B), европалык жана африкалык геномдор (n = 51) (C) жана бүт маалымат топтому (n = 70) (D).
Бул анализден кийин жана бардык тармактардагы циклдик байкоолорду эске алуу менен, Губбинс конвейеринде ишке ашырылган реконструкциялоо алгоритми клондук линияны реконструкциялоо жана рекомбинациянын M. bovis геномуна тийгизген таасирин баалоону толуктоо үчүн колдонулган. Көпчүлүгү терминалдык бутактарда (б.а. бир геномдо) болгон рекомбинация окуяларынын жыйынды санын чыгаргыла (2-таблица). Бул көрсөткүчтөр бардык маалыматтар топтомунун ырааттуулугун көрсөтүп турат жана рекомбинация окуяларынын жыштыгы мутацияларга караганда 200-300 эсе көп экендигин көрсөтөт. Бутактагы рекомбинациянын жана чекиттик мутациялардын салыштырмалуу ылдамдыгын билдирген rho/theta параметри 0,0037 менен 0,0056 ортосунда көрүнөт (3-таблица). Жакында, 38 M. bovis штаммынын жарыяланган иши бул маалымат топтомунда алынгандан жогору rho/theta маанисин (rho/theta = 0,1) көрсөттү, бирок Патане жана кесиптештери рекомбинациянын параметрлерин чыгаруу үчүн шилтемеге негизделген чогулушту колдонушкан. терминалдык филиал.
Андан кийин, r/m параметри рекомбинациянын жана мутациянын интродукциясынын көп түрдүүлүк катышын билдирет, ал эми анын орточо мааниси 0,025 жана 0,037 ортосунда, бул мутацияларга салыштырмалуу рекомбинация M. bovisтин генетикалык ар түрдүүлүгүнө жалпы таасири төмөн экенин көрсөтөт (таблица 3)). Кеңири салыштыруу үчүн, 23 геномдон турган MTBC маалымат топтомунун r/m параметрин баалоо үчүн ушундай эле ыкма колдонулган, ал орточо маанини 0,48620 көрсөткөн, ал эми Патане жана кесиптештеринин 38 M. bovis маалымат топтому үчүн орточо маанини далилдеген 0,98. Биринчи изилдөөдө, M. bovis (M. bovis BCG жана шилтеме штамм) ишине кирген 23 геномдун экөөсү гана, ошондуктан алынган маани M. tuberculosis геномунун ашыкча экспрессиясынан улам бир тараптуу болушу мүмкүн. Экинчи отчетто талданган Mycobacterium bovis популяциялары негизинен Америка Кошмо Штаттарынан жана мал ээлеринен алынган. Тескерисинче, биздин маалымат топтомубузда көбүрөөк географиялык жайгашуулар жана кабыл алуучу түрлөр көрсөтүлөт жана ар кандай популяциялык генетикалык мүнөздөмөлөргө ээ болгон ар кандай клоналдык комплекстерге топтоштурулган геномдор да колдонулат, ошону менен Популяциянын тереңирээк жана кеңири билимине жетишет. Биздин маалымат топтомубуз менен алынган айырма r/m орточо мааниси рекомбинациянын даражасы бир эле таксономикалык түргө дайындалган линиялардын ортосунда абдан өзгөрөт деген түшүнүккө шайкеш келет, ошондуктан бул жыйынтыктар M. bovis клон комплекси рекомбинация айырмачылыктарын көрсөтүшү мүмкүн экенин көрсөтүп турат. Таасир Диделот & Мэйден72 сунуштагандай. Ошого карабастан, M. bovis геномунун көбүрөөк санын кошуу менен бул маалыматтардын топтомун олуттуу түрдө кеңейтүү бул пунктту андан ары тактоого мүмкүндүк берет. r/m жана rho/theta параметрлери бутактардын ортосундагы өзгөрмөлүүлүгүн көрсөтөт жана бул натыйжа башка бактериялык түрлөр боюнча отчеттор менен шайкеш келет72,73.
Акыр-аягы, Gubbins куурунда аныкталган кайра уюштуруу окуяларын ырастоо үчүн, RDP4 программалык камсыздоодо ар кандай негизги көп салыштырууларды өз алдынча сынап көрүү үчүн алты түрдүү алгоритмдер колдонулган. Дүйнөлүк деңгээлде Губбинс аныктаган окуялардын жарымынан азы RDP4 тарабынан тастыкталган (4 жана 5-таблицалар). Бүткүл маалымат топтомун эске алуу менен үч рекомбинация окуясы тастыкталды, экөөсү ички түйүндөр, экинчиси терминалдык бутактагы бир геномду камтыган, алар үчүн клондук комплекстерди дайындоо мүмкүн эмес (4 жана 5-таблицалар). Терминалдык бутактардагы окуялардын идентификациясы азыркы M. bovis штаммдарында рекомбинация дагы эле жүрүп жатканын же натыйжа туура эмес экенин көрсөтүшү мүмкүн70. Бул гипотетикалык рекомбинация аймагында позициялардын болжол менен 20% аныкталбаган нуклеотиддерге (N) ээ, ошондуктан рекомбинация сигналына таасир этет (Кошумча 2-сүрөт). Кошумчалай кетсек, бул аймак rrs генине таасир этет, ал 16S рибосомалык РНКны коддоочу, ал жогорку деңгээлде сакталышы күтүлөт, ошондуктан бул болжолдуу рекомбинация сигналы секвенирлөө каталарынын же туура эмес жайгашуунун натыйжасы болушу мүмкүн. Андан кийин Mb0003 жана Mycobacterium bovis AF2122/97 ортосундагы бүт геномду түздөө жүргүзүлүп, аныкталбаган нуклеотиддердин жана SNPs бар экендиги тастыкталды, ошондуктан туура эмес тегиздөө менен байланышкан мүмкүн болгон көйгөйлөр бул иште ишке ашырылган биологиялык маалыматка байланыштуу эмес, программаны үйрөнгөндөн кийин пайда болгон.
Ички түйүндөрдүн рекомбинация аймактарында боштуктар же аныкталбаган нуклеотиддер табылган эмес (4 жана 5-сүрөттөр). Бул окуяларга байланыштуу, бирөө Eu2 геномун гана камтыйт жана мүмкүн болгон поликетиддик синтазаны коддогон pks12 генине таасир этет; экинчиси Eu1 геномунда катталган жана мүмкүн болгон нитрат редуктазаны коддогон narX генине таасир этет (4-таблица). Жалпысынан алганда, рекомбинациялоо анализи статистикалык колдоо менен рекомбинация фрагменттеринин чектелген саны бар экенин көрсөтүп турат жана тыянак чыгаруучу көрсөткүчтөр рекомбинациянын M. bovis тукумуна аз таасир эткендигин көрсөтүп турат. Рекомбинация сигналы төмөн болушу күтүлөт, бирок чыныгы эволюция сигналын фон ызы-чуусунан айырмалоо маанилүү, бул татаал маселе. 70, 71 шилтемеге негизделген чогултуу жана дал келбөө көйгөйлөрү тарабынан киргизилген ызы-чуу сигналын азайтуу үчүн, толук геномдон башка бардык калгандары нөлдөн баштап чогултулган жана монтаждын сапаты QUAST түтүгүнүн анализи менен текшерилген жана камсыздалган (Кошумча таблица 1). Мындан тышкары, жалпы сурамжылоонун бекемдигин жана тактыгын камсыз кылуу үчүн бир катар кошумча анализдер жүргүзүлдү. Ошондуктан, narX жана pks12 гендердин секвенирлөө сапаты Mycobacterium bovis AF2122/97ге каршы окуу картасы аркылуу бааланган. Рекомбинация аймагында сунушталган SNP абалы метод бөлүмүндө айтылган критерийлерди колдонуу менен тастыкталды (кеминде 20 окуу жана 0,9 өзгөртүү жыштыгы). NarX генинин полиморфизми эки геномдо (Mb1792361 жана Mb7240415; 2,3%) жана pks12 геномунун геномдорунда: Mb0891, Mb1711, Mb1789, Mb1870, Mb17176es жана Mb17176es менен толук тастыкталды. Бирок, Mb2043 геному үчүн сегиз позициянын алтоосу окуу тереңдик критерийине жооп бербейт, анткени SNP максимум 17 окуу менен колдоого алынат, бул 20 белгиленген кесүү маанисинен төмөн. Демек, бул геномдун сайтында алты геномдун (8,6%) рекомбинациясын ырастоого болот (Сүрөт 45).
Mycobacterium bovis маалымат топтомунун рекомбинация аймагынын деталдуу визуализациясы мүмкүн болгон нитрат редуктазаны коддогон narX генине таасир этет. Ички түйүндөрдүн рекомбинация аймагында эч кандай боштук же аныкталбаган нуклеотиддер табылган жок. Бул өзгөчө окуя Eu1 геномунда катталган. NarX генинин секвенирлөө сапаты Mycobacterium bovis AF2122/97 окууларынын планын түзүү менен бааланган. Метод бөлүмүндө айтылган критерийлерди колдонуу менен рекомбинация зонасында сунушталган SNP жайгашкан жерин ырастаңыз (кеминде 20 окуу жана 0,9 өзгөртүү жыштыгы). NarX генинин полиморфизми Mb1792361 жана Mb7240415 (2,3%) геномдорунда толугу менен тастыкталган.
Pks12 генине таасир этүүчү Mycoplasma bovis маалымат топтомунун рекомбинация аймагынын тегиздөө деталдуу визуализациясы. Ички түйүндөрдүн рекомбинация аймагында эч кандай боштук же аныкталбаган нуклеотиддер табылган жок. Мүмкүн болгон поликетиддик синтазаны коддоочу pks12 генине таасир эткен окуяга келсек, ал Eu2 геномун гана камтыйт. pks12 секвенирлөө сапаты Mycobacterium bovis AF2122/97 окуу картасы менен бааланган. Метод бөлүмүндө айтылган критерийлерди колдонуу менен рекомбинация зонасында сунушталган SNP жайгашкан жерин ырастаңыз (кеминде 20 окуу жана 0,9 өзгөртүү жыштыгы). Mb0891, Mb1711, Mb1789, Mb1870, Mb1758, Mb2043 жана Mb1960 геномдорунун полиморфизмдери толугу менен тастыкталган.
PE жана PPE гендеринин кайталануучу аймактары бар, алар Illumina секвенирлөө жана туура эмес картада оңой эле туура эмес окулат, ошондуктан алар M. tuberculosis мүчөлөрүнүн биоинформатика иш агымынан ырааттуулукка карта түзүү стратегиясын колдонууда гана өчүрүлөт. Бул иште колдонулган рекомбинация окуяларынын корутундусу PE/PPEди чыпкалоосуз де-нового чогулушка негизделген. SplitsTree, Gubbins конвейери жана RDP4 программалык камсыздоосу аркылуу үч түрдүү кошумча ыкмаларды жана алгоритмдерди ишке ашыруу менен, колдонулган стратегиялар ката сигналдарынан улам кайра уюштурулган аймактарды иштетүү жана чыпкалоо үчүн бекем болот деп ишенебиз. Бирок, SNP кластерлерин аныктоо үчүн Gubbins жана RDP4 программасына PE / PPE генинин кийлигишүүсүн жокко чыгаруу үчүн, ошондуктан narX жана pks12 гендерине таасир этүүчү рекомбинация аймактарын идентификациялоо үчүн, бул гендердин жакындыгы текшерилди (Кошумча сүрөт 3-5). M. bovis AF2122/97де narX гени narK2 жана Mb1764c менен бөлүнөт, ал эми pks12 Mb2075c e Mb2073c менен курчалган (Кошумча сүрөт 3-5). Толук геномдун MAUVE синлиндик картасын колдонуу менен түзүлгөн карта гендердин ырааттуулугун сактоо жана кайра түзүү жөнүндө маалымат берет, төрт коллинеардык блокту көрсөтөт жана геномдун транслокациясынын же инверсиясынын белгилери жок. Мындан тышкары, аминокислота ырааттуулугу менен комплементация анализи бардык толук геномдордо гомологияны далилдеди жана narX же pks12нин чектеш аймактарында PE/PPE табылган жок. narX үчүн бир геномдун (Mb0030) синонимдик баллы төмөн, анткени narX гени эки фрагмент катары аныкталган (фрагменттери 1891 жана 1890). Pks12 үчүн, окшоштуктардан улам, Mb0030 жана Mb003 төмөнкү синлиниардык упайларды көрсөтүшкөн, ал эми pks12 эки жана үч фрагментте аныкталган, бул белоктун ар кандай домендерин билдирет (Кошумча сүрөт 3-5). Бул маалыматты эске алуу менен, Gubbins жана RDP4 программалык камсыздоосу талдоо жүргүзөт, терезеде максималдуу 500 bp негизги көп тегиздөөсүн текшерип, биз PE / PPE гени narX жана pks12ге таасир этүүчү рекомбинация сигналына тоскоол болбой тургандыгын тастыктадык.
Бул маалымат топтомунда табылган рекомбинация сигналдары калдык деп эсептелсе да, M. bovisтеги рекомбинацияны жокко чыгарууга болбойт, ошондуктан ал ар кандай эпидемиологиялык сценарийлердин бүтүндөй геномдору Маанилүү ырааттуулугу боюнча кийинки анализдин предмети болуп кала бериши керек.
Рекомбинациялык коррекцияга чейин жана кийин алынган ML филогенетикалык дарактарды салыштыруу (2А, В-сүрөт) болжолдонгон филогенетикалык байланышта олуттуу өзгөрүүлөргө алып келген жок жана M. bovis штаммдары бир топко топтолгон.
M. bovis AF2122/97 шилтеме геному менен 42 жаңы секвенирленген M. bovis окууларын картага түшүргөндөн кийин, 1816 полиморфтук позицияларды камтыган SNP тегиздөөсү алынды. Көпчүлүк SNPs (87,1%) коддоо аймагында жайгашкан жана жабыр тарткан гендер Bovilist (Figure 6A, B) көрсөтүлгөн функционалдык категорияларына ылайык мүнөздөлөт. Ар бир функционалдык категориядагы гендердин жалпы санын эсепке алуу менен, "липиддик метаболизм" категориясындагы гендер көбүрөөк СНПны көрсөттү, андан кийин "клетка дубалы жана клетка процесстери" жана "аралык метаболизм жана дем алуу", алар M. bovis эволюциясында экенин аныктады.
Португалиядан M. bovis маалымат топтомунун иерархиялык анализи (n = 42). Ар бир функционалдык категория үчүн катталган SNP жана жабыркаган гендердин жалпы саны (A). (В) функция категориясы боюнча катталган синонимдик жана синонимдик эмес өзгөрүүлөрдүн жалпы саны.
Дүйнөлүк масштабда орточо dN/dS катышы 1,5тен жакшыраак, бул глобалдык эволюциялык кысым ата-бабалардын абалынан кутулуу экенин көрсөтүп турат жана оң (диверсификацияланган же багытталган) жана/же таза тазалоону тандоо сценарийин билдирет. "Вируленттүүлүк, детоксикация, адаптация", "киргизүү ырааттуулугу жана фагдар" жана "жөнгө салуучу белоктор" категорияларында SNPлердин үчтөн экисинен көбү синонимдүү эмес (6B-сүрөт).
Бардык категорияларда бир нече SNP бар гендер бар, натыйжада мутациянын орточо ылдамдыгы (башкача айтканда, бир генге орточо SNP) 1ден жогору (Figure 6A). 15 SNP менен Pks12 (Mb2074c) жана 8 SNP менен fas (Mb2553c) мутациянын жогорку маанилерине ээ. Бул эки ген май кислотасынын метаболизмине катышат. Pks гени поликетиддик синтазаны (PKS) коддойт, ал микобактериялардын клетка дубалынын липиддердин биосинтезине катышкан көп функциялуу фермент74,75. Бул ген микокетиддердин синтезине катышкан көп функционалдуу полипептидди коддойт74,76. fas гени миколь кислотасынын синтезине катышат. Бул гендердин экөө тең клетка дубалынын биосинтезинде кожоюн менен байланышта маанилүү роль ойнойт.
Mycobacterium bovis эволюциясын андан ары изилдөө максатында, белгилүү гендердин эки топтому талданды. ырааттуулук курамы жана phylogenetic ыкмаларын колдонуу менен мурда жарыяланган эмгектер диверсификация37,38 чейин HGT аркылуу MTBC ата-бабалары тарабынан алынган гендер аныкталган. Бул гендер Кошумча таблицада келтирилген 2. HGT менен байланыштуу болушу мүмкүн болгон жалпы 77 гендин SNP бөлүштүрүлүшү талданып, 26 полиморфтук сайттар аныкталган, бул көпчүлүк учурларда (78%) синонимдик эмес (NS) өзгөрүүлөргө алып келген (Кошумча таблица 2). MTBC геному боюнча мурунку иш болжолдуу HGT аймагы геномдун калган бөлүгүнө салыштырмалуу NS SNP катышынын жогору экенин көрсөттү. Эгерде кимдир бирөө бул рекомбинация аймактарын MTBC ата-бабалары алган деп ойлосо, жана демек, алар байыркы полиморфизмдерди ашыкча чагылдырат, анда синонимдик өзгөрүүлөрдүн үлүшү жогору болушу күтүлөт, анткени NS алмаштыруулар терс тандоо менен жок кылынат, анткени аминокислоталардын өзгөрүшүнө байланыштуу белоктун функциясы өзгөрүшү мүмкүн. Ошондуктан, биздин натыйжалар функционалдык кесепеттер баалуу адаптациялык генетикалык ар түрдүүлүк үчүн алардын маанисин чагылдырган HGT сыяктуу гендердин алмаштыруусунан келип чыгышы мүмкүн экенин көрсөтүп турат.
Бул анализге параллелдүү түрдө 3R (ДНКны оңдоо, репликация жана рекомбинация) системасынын компоненттерин коддоочу гендер дос Вултос жана биргелешип иштегендер (2008)39 тарабынан мурда жарыяланган тизмеге ылайык кылдат изилденген. Окшош ДНК фрагменттеринин алмашуусун түздөн-түз байкоого болбойт, бирок бул маалымат жыйындысы сыяктуу тыгыз байланышкан бактериялар катышканда көп процесс болушу мүмкүн; Мындан тышкары, бул процесс ДНКны оңдоо методдорунун72 ачкычы болушу мүмкүн, ошондуктан гомологдук рекомбинацияда роль ойнойт. 54 ген тарабынан бөлүштүрүлгөн жалпы 26 полиморфтук позициялар аныкталган (Кошумча таблица 3). Гендердин бул топтомунда NS өзгөрүүлөрүнүн кесепеттеринин болжол менен 65% түздү, бул Mycobacterium tuberculosis штаммдары боюнча мурунку отчетторго дал келет.
Посттун убактысы: 21-окт.2021