Misaotra anao nitsidika ny Natiora. Ny kinova browser ampiasainao dia manana fanohanana voafetra ho an'ny CSS. Mba hahazoana traikefa tsara indrindra, manoro hevitra anao izahay hampiasa dikan-teny vaovao kokoa amin'ny navigateur (na vonoy ny fomba fampifanarahana amin'ny Internet Explorer). Mandritra izany fotoana izany, mba hiantohana ny fanohanana mitohy, dia hampiseho tranokala tsy misy fomba sy JavaScript izahay.
Ny fizotry ny genome dia namelona indray ny sehatry ny fikarohana momba ny areti-mifindra, manambara ny epidemiolojia momba ny aretina, ny pathogenesis, ny fifandraisan'ny mpampiantrano-pathogen, ary ny fizotran'ny evolisiona napetraka amin'ny pathogens. Ny Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC) dia mihevitra ny Mycobacterium bovis ho iray amin'ireo mpikambana ao aminy izay miteraka raboka (TB) amin'ny biby mampinono terestrialy, ary modely mahazatra amin'ny fivoaran'ny bakteria. Tahaka ireo mpikambana MTBC hafa, ny Mycobacterium bovis dia heverina ho otrikaretina mivoatra tsikelikely, ary mazava ho azy fa tsy misy famantarana ny famerenana indray na ny famindrana fototarazo marindrano. Amin'ity asa ity, dia mampihatra ny génomika fampitahana amin'ny fitambaran'ny filaharan'ny genome manontolo (WGS) ahitana omby 70 M. avy amin'ny firazanana samihafa (Eoropeana sy Afrika) izahay mba hahazoana fanazavana momba ny fahasamihafan'ny fototarazon'ny omby M. Herin'ny evolisiona. Fomba telo samihafa no ampiasaina hanombantombanana ny famantarana ny fanavaozana. Maneran-tany, trangan-javatra famerimberenana vitsivitsy no fantatra sy nohamafisin'ny fomba tsy miankina roa miaraka amin'ny fanohanana mafy. Na izany aza, raha oharina amin'ny fiovan'ny toetr'andro, ny recombination dia misy fiantraikany malemy kokoa amin'ny fahasamihafan'ny M. bovis (amin'ny ankapobeny r / m = 0,037). Ny fahasamihafan'ny r/m salan'isa azo ao amin'ny complex clonal ny Mycobacterium bovis ao amin'ny tahirin-kevitra dia mifanaraka amin'ny foto-kevitra ankapobeny fa ny ambaratongam-recombination dia mety miovaova be eo amin'ny tsipika voatendry ho mitovy karazana taxonomic. Mifototra amin'ity asa ity, tsy azo lavina ny recombination ao amin'ny Mycobacterium bovis, noho izany dia tokony ho lohahevitry ny ezaka bebe kokoa amin'ny fikarohana genomika fampitahana amin'ny ho avy, izay tena zava-dehibe ny WGS amin'ny angon-drakitra lehibe avy amin'ny sehatra epidemiolojika samihafa manerana izao tontolo izao. Nisy fanadihadiana fanampiny natao avy eo tamin'ny angon-drakitra Mycobacterium bovis kely kokoa (n = 42) avy amin'ny fihanaky ny TB multi-host, ary maherin'ny 1,800 no fantatra, izay farafaharatsiny iray dia mampiseho ny polymorphisme nucleotide tokana (SNP). Ny ankamaroan'ny (87.1%) dia hita ao amin'ny faritra coding, ary ny tahan'ny eran-tany amin'ny fiovana tsy mitovy (dN / dS) amin'ny fiovana mitovy dia mihoatra ny 1.5, izay manondro fa ny fifantenana tsara dia hery evolisiona manan-danja ampiasaina amin'ny M. bovis. Ny ampahany ambony amin'ny SNP dia hita ao amin'ny fototarazo manankarena amin'ny sokajy miasa amin'ny "metabolisme lipida", "rindrin'ny sela sy ny fizotran'ny sela", ary ny "metabolisme intermediate sy ny respiration", izay manambara ny tanjaky ny biolojia sy ny fivoaran'ny Mycobacterium bovis. Ny fijerena akaiky ny fototarazo ao amin'ny razamben'ny MTBC izay mora amin'ny famindrana fototarazo marindrano ary tafiditra ao amin'ny rafitra 3R (fanamboarana ADN, replication, ary recombination) dia mampiseho ny sanda ratsy manerantany amin'ny fitsapana tsy miandany amin'ny Taijima's D, izay manondro ny fandinihan'ny fifantenana taloha.
Ny Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC) dia iray amin'ireo karazana otrikaretina bakteria mahomby indrindra ary tranga mahazatra amin'ny fivoaran'ny bakteria. Ny mpikambana ao aminy dia mampiseho ny maha-nokleotida avo indrindra amin'ny ambaratonga génomika (> 99%)1,2. Ny ecotype MTBC isan-karazany dia mety miteraka raboka (TB), izay areti-mifindra amin'ny granulomatous, amin'ny karazana mpampiantrano isan-karazany manomboka amin'ny micro-mammal ka hatramin'ny olombelona3,4,5. Amin'izao fotoana izao, ny complex dia ahitana ny olombelona [M. Tioberkilaozy (Mtb), Mycobacterium africanum] ary ireo otrikaretina azo ampifanarahana amin'ny biby (Mycobacterium bovis, Mycobacterium capitum, Mycobacterium pinnipedum, Mycobacterium microtobacter , Mycobacterium mongee, Mycobacterium miysani, Mycobacterium surikampanzee" ary "6." M. canettii (fantatra koa amin'ny hoe "Nodobacter glabrata") Ny salan'isa momba ny nucleotide miaraka amin'ny mycobacteria voalaza etsy ambony dia 98%, ary ny asa genomika fampitahana dia naneho fa ny M. canettii sy ny sisa amin'ny MTBC dia vao haingana no nisaraka tamin'ny razambe iraisana.7 Raha jerena io hevitra io, ny mpanoratra sasany dia miantso ny M. canettii8 Mpikambana.
Ny MTBC dia nofaritana ho toy ny complex clonal henjana, ary ny firafitry ny mponina ao aminy dia fehezin'ny fahasamihafàna mihena, ny bottlenecks, ny scanning voafantina, ary ny fifindran'ny fototarazo9,10. Ny fiheverana ny evolisiona clonal henjana be pitsiny, toy ny polymorphisme tsy hita dia tsy azo averina amin'ny alàlan'ny recombination. Mifototra amin'io foto-kevitra io, ny fisehoan-javatra nifanesy tamin'ny famafana ny génomika ny faritra samihafa (RD) sy ny TbD1 (faritra 1 manokana Mtb) dia natolotra ho marika molekiola amin'ny evolisiona MTBC2,5,11. Ny génomika fampitahana sy ny fizotry ny genome manontolo (WGS) dia manohana ny fizarazaran'ny mpikambana mifanaraka amin'ny olombelona ho taranaka sivy (Mycobacterium tuberculosis L1 mankany L4, L7, ary L8; ary Mycobacterium africanum L5, L6, ary L9), tsipika L2 hatramin'ny L4 mizara famafana TbD1,122,11. Fanampin'izany, ny mpikambana mpanentana biby dia atolotra hizara razambe iray, izay faritana amin'ny famafana clade manokana ao amin'ny RD7, RD8, RD9 ary RD102, 5, ary 14.
Heverina ho tsy fahita firy ary mitranga amin'ny razamben'ny MTBC ny famindrana fototarazo mitsivalana (HGT) sy ny famerenana indray, fa tsy ny tantaran'ny mpikambana MTBC manontolo15,16,17. Tatitra roa voalohany nataon'i Hughes sy mpiara-miasa (2002) ary Gutacker sy mpiara-miasa (2006) dia nanolo-kevitra fa ny hetsika recombination dia mety hanampy amin'ny famolavolana polymorphisms izay manamarika loci manokana ao amin'ny M. tuberculosis strains18,19. Ny anton'ny tsy fahampian'ny recombination miharihary ao amin'ny MTBC dia: (1) ny fizotran'ny mekanika sy ny fahaverezan'ny fahafahan'ny HGT; (2) ny tsy fahita firy amin'ny hetsika HGT; (3) tsy misy ny mety hisian'ny hetsika recombination ao amin'ny MTBC niche14,17. Vao haingana, ny sasany manontolo-genome sequencing (WGS) fanadihadiana ampiharina amin'ny MTBC strain 20 sy Mycobacterium bovis 21 nanome porofon'ny recombination, ny voalohany mampiseho fa ny MTBC strains matetika mifanakalo sombiny ADN kely, fa noho ny fiovaovan'ny nucleotide voafetra, dia mbola tsy voamarika.
Ny Mycobacterium bovis no mpikambana ao amin'ny MTBC matetika azo sitrana amin'ny biby fiompy (omby indrindra), na dia azo atokana ihany koa amin'ny bibidia malalaka sy voafefy4,22,23,24. M. bovis nivoatra ho dimy lehibe clonal complexes [European 1 (Eu1), Eoropeana 2 (Eu2), Eoropeana 3 (Eu3), Afrikana 1 (Af1) ary Afrika 2 (Af2)], araka ny spoligotyping profil, manokana famafana Ary tokana nucleotide polymorphisms (SNPs) 25, 27,26 manokana, 25, 26 amin'ny fototarazo manokana. Ireo complexes clonal ireo dia mampiseho ny firafitry ny Mycobacterium bovis isan-karazany sy ny fifandraisany amin'ny faritra ara-jeografika. Fanampin'izany, ny asa WGS vao haingana nataon'i Zimpel sy ny mpiara-miasa (2020) dia nanamboatra phylogeny mifototra amin'ny SNP an'ny Mycobacterium bovis, miaraka amin'ny génomes 1,900 mahery, izay manondro fa misy karazany efatra farafahakeliny (antsoina hoe Lb1 ka hatramin'ny Lb1 mankany Lb4), na dia tsy mifanaraka tanteraka amin'ny complexe ara-jeografika teo aloha aza izy ireo, na dia azo faritana ihany koa amin'ny klioba teo aloha. Ireo mpanoratra ireo dia nanao fanadihadiana samihafa momba ny phylogeny sy ny molecular dating, saingy tsy nandalina ny recombination30.
Ny asa teo aloha tamin'ny fampiasana teknika molekiola samihafa, toy ny spoligotyping, MIRU-VNTR (mycobacterial interspersed repeat unit-variable tandem repeat number), ary ny fanoratana SNP vao haingana dia nanambara ny haavon'ny fahasamihafana ara-pananahana eo amin'ny M. bovis strains 31,32,33, 34,35. Ny fanavahana ny fiovaovan'ny fototarazo dia lasa fitaovana manan-danja amin'ny fandalinana ny epidemiolojia aretina, izay manampy amin'ny fahatakarana lalina ny pathogenesis, ny virulence ary ny fifindran'ny aretina. Ny firongatry ny fomba WGS dia manome fahafahana hanambara ny evolisiona anton-javatra mitondra ny evolisiona napetraky ny Mycobacterium bovis genome amin'ny dingan'ny fampifanarahana sy ny fikirizana amin'ny mpampiantrano isan-karazany sy ny toe-javatra epidemiolojika.
Amin'ity asa ity dia mampiasa famakafakana génomika fampitahana amin'ny angon-drakitra Mycoplasma bovis isan-karazany (n=70), ao anatin'izany ny mitoka-monina avy amin'ny complexes clonal samihafa, mba hahazoana fanazavana momba ny fizotry ny evolisiona Mycoplasma bovis, indrindra amin'ny famahana ny fifandraisan'ny phylogenetic sy ny hetsika recombination. Ho fanampin'ity famakafakana ity, dia nodinihina bebe kokoa ny fitambaran'ny M. bovis mitoka-monina (n = 42) azo avy amin'ny faritra tioberkilaozy marobe marobe any Portugal 31,36. 37,38 azon'ny razamben'ny MTBC amin'ny HGT, ary asio code 3R (fanamboarana ADN, replication, ary recombination) ny singa fototra amin'ny rafitra 39. Mifidiana fototarazo azo amin'ny HGT satria mety maneho ny polymorphisme taloha izy ireo, noho izany dia heverina fa mety hisy ampahany ambony kokoa amin'ny fiovana mitovy. Ny fototarazo tafiditra ao amin'ny rafitra 3R dia nofantenana satria ny asa teo aloha momba ny M. tuberculose strains dia nanondro ny safidy ratsy / fanadiovana ankapobeny izay miasa amin'ireo fototarazo ireo, ary mety manana anjara toerana lehibe amin'ny evolisiona 39. Ny tanjona iray hafa amin'ity asa ity dia ny hamantatra ny fisian'ny hetsika fanavaozana. Noho izany antony izany, raha jerena fa ny angon-drakitra avy any Portiogaly dia tsy misy afa-tsy ny fototarazon'ny komplex clone Eoropeana 2 sy ny tebiteby izay tsy nanome ny complexe clone, dia nanapa-kevitra izahay ny hampiditra ny angon-drakitra momba ny génomika azo ampahibemaso mba hahazoana solontena amin'ny complexes clone rehetra, ary hanatsara ny fahamendrehana sy ny haben'ny vokatra.
42 karazana Mycoplasma bovis vaovao avy amin'ny sehatry ny tioberkilaozy portogey (andininy etsy ambany) no ivon'ity asa ity. Raha jerena fa ny angon-drakitra avy any Portiogaly dia manana solontena avy amin'ny complexes sy strains Eropeana 2 clone tsy misy complexes voatondro, ny angon-drakitra momba ny fizotry ny génomika manontolo dia nampiana ho an'ny besinimaro mba hanitarana ny angon-drakitra izay ahitana ny solontenan'ny M. bovis clone complexes rehetra. Noho izany, loharano angon-drakitra momba ny fizotry ny genome telo manontolo no nampiasaina tamin'ity asa ity: fivorian'ny genome feno / drafitra, hatramin'ny scaffolds 10 voatahiry ao amin'ny NCBI (National Center for Biotechnology Information) (n = 15 mitokana); voatahiry ao amin'ny SRA (Ny fisie Illumina fastq amin'ny arisiva mamaky ny filaharana) dia maneho ny fahasamihafan'ny karazana klone M. bovis (n = 12 mitokana)30; ary génome 42 vao avy nifandimby avy any Portugal. Ny Mycobacterium bovis BCG (Bacille Calmette-Guerin) dia nesorina tamin'ny fikarohana NCBI. Ny M. bovis AF2122/97 dia matetika ampiasaina ho an'ny génome references mba hampidirina ao amin'ny datasety. Noho ny tsy fahafahan'ny besinimaro ny filaharan'ny génomika manontolo asehon'ny komplex kloning Afrikana 1, ary ny fahavitsian'ny génome avy amin'ny tadin'ny solontenan'ny Af2 sy Eu1, dia nampiasaina tamin'ireo tranga ireo ny angon-drakitra voalohany nomen'ny SRA. Ny asan'i Zimpel sy ny mpiara-miasa aminy (2020) dia nanampy tamin'ny famantarana ny génome avy amin'ny complex cloning voalaza etsy ambony ary nanampy tamin'ny fisafidianana ny Mycobacterium bovis ho ampidirina amin'ny angon-drakitra. Ho an'ny Eu3, karazana génome iray ihany no voalaza (Branger et al., 2020), noho izany dia solontena misaraka amin'ny complexe Eu3 ny génome ampidirintsika.
Maneran-tany, ity angon-drakitra ity dia ahitana omby 70 M. bovis mitoka-monina amin'ny karazana mpampiantrano 8, miparitaka any amin'ny firenena 12 nanomboka tamin'ny 1985 ka hatramin'ny 2016. Karazana 36 no voatondro ho Eu2, karazany 7 no Eu1, karazany 1 no Eu3, karazany 3 no Af1, karazany 4 no Af2 ary 19 no tsy mifandray amin'ny complexe clonal (ambany). Ny fampahalalana amin'ny antsipiriany (anisan'izany ny laharan'ny fidirana) momba ny Mycobacterium bovis ampiasaina amin'ity fandalinana ity dia aseho ao amin'ny tabilao 1 sy tabilao fanampiny 1.
42 vao avy nohavaozina ny fototarazo Mycobacterium bovis avy amin'ny toerana mafana tioberkilaozy biby any Portiogaly ary nozaraina nandritra ny 12 taona mahery no ivon'ity fandalinana ity, satria ny rafi-pandrefesana mety hitranga amin'ny biby fiompy dia nojerena tsy tapaka 31,36 (sary fanampiny 1). Araka ny fomba fiasa manaraka, dia notokanana tamin'ny omby (n = 14), serfa mena (n = 16) ary lambo (n = 12) ny 2003 ka hatramin'ny 2015 ireto karazany ireto: manangona sy mitantana biby araka ny torolalana protocole. Ny kolontsaina dia incubated amin'ny 37 ° C ary ny fitomboana dia voamarina indray mandeha isan-kerinandro mandritra ny 12 herinandro farafahakeliny. Ny zanatany dia voatahiry mivantana ao anaty vahaolana glycerol amin'ny -80ºC. Ao amin'ny Mycobacterium selective medium (Middlebrook 7H9, BD Diagnostics), ny santionany voatahiry tany am-boalohany dia nandalo tamin'ny andalana iray in vitro in vitro mba hahazoana ny ADN amin'ny programa WGS. Ho an'izany, ny vahaolana tahiry kolontsaina mangatsiaka dia nampitomboina tamin'ny 5% sodium pyruvate sy 10% ADS (50 g albumin, 20 g glucose, 8.5 g sodium chloride amin'ny rano 1 L) amin'ny Middlebrook 7H9 amin'ny 37 ° C Retrain. Rehefa afaka 4 herinandro ny fitomboana, dia nohavaozina ny fitaovana ary narahina tsy tapaka ny kolontsaina mandra-pahitana ny fitomboana. Ny sela dia nojinjaina tamin'ny centrifugation, ny pellet dia naverina tamin'ny 500 µL phosphate buffered saline (PBS), nafanaina tamin'ny 99 ° C nandritra ny 30 minitra, centrifuged, ary ny supernatant dia voatahiry ao amin'ny -20 ° C mandra-WGS. Ny fomba rehetra dia atao ao amin'ny trano fiarovana biosafety level 3.
Ny tranombokin'ny génomika mifanandrify amin'ny WGS dia voaomana amin'ny fampiasana ny tondro tokana amin'ny santionany ADN tsirairay, ary mampiasa ny teknolojia Illumina MiSeq (2 × 250 pb) (40 santionany) sy HiSeq (2 × 150 pb) (isolates roa) (Eurofins Genomics, Alemana) ho an'ny sequencing. Araka ny toromarika avy amin'ny mpanamboatra, ampiasao ny Illumina Genome Analyzer miaraka amin'ny fametahana mody misy roa tonta mba handaminana ny ADN genomika, ary ampiasao ny Nextera XT DNA Library Prep Kit avy amin'ny Illumina hanamboarana ny tranomboky.
Raha raisina ny angon-drakitra azo avy amin'ny SRA (n = 12), ny famantarana ny clone complex dia azo ampiasaina ho metadata amin'ny famoahana mifanaraka amin'izany 30, 41, 43. Rehefa mandinika ny génomie feno, afa-tsy ny Mycobacterium bovis AF2122/97 sy Mycobacterium bovis 3601, izay fantatra amin'ny mpikambana ao amin'ny Ekobakterium bovis 3601, izay fantatra amin'ny anarana hoe cloud1 sy complex. 29, tsirairay avy, dia mitovy amin'ny genome feno Mycobacterium tuberculosis H37Rv (NCBI accession number NC_000962.3). Ny fampifanarahana génome dia atao amin'ny alàlan'ny MAFFT (programa fampifanarahana marobe amin'ny asidra amine na ny nucleotide sequence, version 7.458) sy ny parameter -addfragments48. Avy eo, tadiavo ny tsy fisian'ny complexes clonal samihafa sy/na ny fisian'ny endri-javatra SNP.
Ny Mycobacterium bovis (n = 42) vao nohavaozina sy ny vakiteny tany am-boalohany momba ny drafitra genome (n = 3) dia mampifanaraka ny complexe miaraka amin'ny genome reference Mycobacterium tuberculosis H37Rv amin'ny alàlan'ny fantsona vSNP ary ny fisian'ny famafana sy / na SNP endri-javatra amin'ny klones samihafa Nisy fikarohana natao.
Manangona vaovao avy amin'ny tsy fahampian'ny endri-javatra sy/na ny fisian'ny SNP sy ny spoligotyping mombamomba azy mba hanendry angona génomika amin'ny complex clonal mifanaraka aminy. Ho an'ireo fivoriambe drafi-drafitra efatra dia tsy azo raisina ny mombamomba ny spoligotyping, ka tafiditra ao anatin'ny vondrona "tsy misy fahasarotana".
Ny fizotran'ny bioinformatics arahin'ity asa ity dia manomboka amin'ny fivoriambe de novo sy ny fanaovana sari-tany mankany amin'ny paikadin'ny fanondroana, miaraka amin'ny tanjona amin'ny fijerena ny hetsika famerenana indray sy ny polymorphisme genome manokana. Ny sary 1 dia manome sarin'ny dingana arahina. Ho an'ny famakafakana recombination, ny génome rehetra dia ampiasaina mba hampitomboana ny hamafin'ny inferences sy ny tondro mifandraika amin'izany.
Mba hampihenana ny lesoka amin'ny famokarana ny filaharan'ny genome consensus, dia nahazo fivorian'ny de novo aloha izahay, ary avy eo dia nahazo fampifanarahana maro fototra. Ny fantsona Unicycler dia azo alaina amin'izao fotoana izao ao amin'ny https://github.com/rrwick/Unicycler49 ary ampiasaina hanaovana fivoriambe de novo amin'ny génome 54 sequence (42 vao nohavaozina sy rakitra fastq 12 azo avy amin'ny SRA). Raha fintinina, alohan'ny hanangonana avy amin'ny scratch, ny famakafakana kalitao vakiana dia natao tao amin'ny FastQC version 0.11.7 (https://github.com/s-andrews/FastQC), ary Trimmomatic version 0.36 (safidy "Adapter manapaka sy filaharana manokana amin'ny jiro hafa avy amin'ny famakiana" ary "Cut base avy amin'ny faran'ny tokonam-baravarana" dia ampiharina, raha toa ka ambany ny kalitaon'ny vakiana. (http://www.usadellab.org/cms/?page= trimmomatic) 50. Avy eo, SPAdes optimiser49 dia nampiasaina ho an'ny fivorian'ny genome, ary ny Pilon version 1.1851 dia nampiasaina ho an'ny fanatsarana ny post-assembly. Nofantenana ny fomba fampifandraisana mpandala ny nentin-drazana mba hialana amin'ny fivoriambe diso, ary nokarohina ny haben'ny k-mer ary nofantenana teo anelanelan'ny 20% sy 95% amin'ny halavan'ny famakiana. Araho ny torolàlana SPAdes ary diniho ny haben'ny vakina, esory ny contigs kely kokoa noho ny 300 bp, ary manangana fanapahana fandrakofana lalina 20 amin'ny 52. Ao amin'ny paikadin'ny fivoriambe de novo dia tsy nesorina ny faritra génomika toy ny proline-glutamate (PE) miverimberina be sy ny proline-proline glutamate (PPE) paralogs.
Ny kalitaon'ny fivoriambe de novo dia tombanana amin'ny alàlan'ny fantsona QUAST (http://quast.sourceforge.net/quast.html), izay manamora ny fanavaozana ny contig sy ny genome reference M. bovis AF2122/97 (nomery fidirana NCBI LT708304.1) Mapping (jereo ny tabilao fanampiny 1 ho an'ny mari-pamantarana kalitao).
Miaraka amin'ny fanampian'ny fantsona vSNP (https://github.com/USDA-VS/vSNP), ny rakitra FASTQ amin'ny M. bovis vao haingana avy amin'ny sequencing Illumina dia ampitahaina amin'ny genome reference M. bovis AF2122/97 (LT708304.1)). Araka ny tolo-kevitry ny fanao tsara indrindra amin'ny Toolkit Genome Analysis (GATK) 53, 54, 55 dia ampiharo ny mari-pamantarana sivana mahazatra na ny isa maromaro ho an'ny famerenana indray. Ny valiny dia voasivana amin'ny fampiasana ny isa ambany indrindra amin'ny SAMtools 150 sy AC = 2. Ampiasao koa ny Kraken (http://ccb.jhu.edu/software/kraken/) hanamarinana ny vakiteny mba hialana amin'ny loto. Ny fantsona vSNP ampiasaina amin'ny sari-tany amin'ny paikadin'ny filaharana amin'ny asantsika dia mandinika andiana SNP sy tanjona voafaritra, ary tsy tafiditra ao anatin'izany koa ireo tranganà aretina mifangaro. Ny fandrakofana génome vakiana dia tsara kokoa noho ny 99% (Tabilao fanampiny 1).
Mba hisorohana ny hadisoana amin'ny sarintany sy ny SNP diso, sivana ny variana amin'ireto tranga manaraka ireto: (1) tohanan'ny vakiteny latsaky ny 20 izy io, (2) hita miaraka amin'ny matetika latsaky ny 0,9, (3) ao anatin'ny Strains iray farafahakeliny, fa farafaharatsiny misy banga amin'ny tsipika hafa. Ny Integrated génomics viewer (IGV) version 2.4.19 (http://software.broadinstitute.org/software/igv/)56 dia nampiasaina hanamarinana maso ny SNP sy ny toerana misy olana amin'ny sarintany na fampifanarahana. Koa satria ny fototarazo proline-glutamate (PE) sy proline-proline glutamate (PPE) dia avo roa heny ary tafiditra ao anatin'ny fianakaviana multi-gen, dia mora diso ny fahafantarana azy ireo amin'ny filaharan'ny Illumina sy ny mismapping, noho izany dia aleony Ny mycobacterial bioinformatics workflow dia nesorina ireo mpikambana ao amin'ny complex tuberculose rehefa mampiasa ny paikady hanamafisana ny SNP. Noho izany, nosivanay ny fototarazo PE/PPE sy indels avy amin'ny fanadihadiana.
Araka ny Bovilist (http://genolist.pasteur.fr/BoviList/), ny SNP rehetra dia mizara ho sokajy miasa. Ny fantsona SnpEff (https://pcingola.github.io/SnpEff/) dia ampiasaina hamaritana ny voka-dratsin'ny SNP (fiovana mitovy na tsy mitovy). Namorona tahiry vaovao momba ny Mycobacterium bovis AF2122/97 genome (LT708304.1).
Ny fampifanarahana marobe genome fototra dia natao tamin'ny alàlan'ny Parsnp v1.2, azo alaina amin'izao fotoana izao ao amin'ny https://github.com/marbl/parsnp57, amin'ny fampiasana 69 genomes/draft assemblies (miaraka amin'ny safidy -c) ary M. bovis AF2122/97 (LT708304.1) dia ampiasaina ho reference. Fampifanarahana maromaro fototra efatra no natao: ny mpikambana ao amin'ny complexe cloning Eu2 (n = 37) ihany, anisan'izany ny mpikambana rehetra ao amin'ny complexe cloning Eoropeana (n = 44), anisan'izany ny teboka fihaonan'ny complexe cloning Eu2 sy Afrikana (n = 51), ary ampidiro ny Mycobacterium bovis rehetra amin'ity fianarana ity (n = 70).
Ny fampifanarahana fototra novokarin'ny Parsnp dia ampiasaina hamaritana ny hazo phylogenetic mety indrindra (ML) amin'ny alàlan'ny CIPRES Science Gateway v3.3 (http://www.phylo.org/)58 amin'ny fampiasana RAxML, ary manao replication 1000.
Algorithm telo samy hafa sy fitaovana bioinformatics no ampiasaina hanamarinana ny fisian'ny hetsika recombination mifanitsy: rindrambaiko SplitsTree4, Gubbins (taranaka tsy miangatra amin'ny alàlan'ny recombination amin'ny filaharan'ny nucleotide) ary ny RDP4 (programa fitiliana recombination, version beta 4.101).
Ny fomba fizarazarana simba nampiharina tao amin'ny SplitsTree4 v4.15.1 (http://www.splitstree.org/)59 dia ampiasaina hanombanana ny tambajotra phylogenetic tsy misy fotony, amin'ny fampiasana Phi fitsapana ho an'ny fanamarinana statistika, ary ny tokonam-baravarankely dia p = 0.05. Ny famakafakana multi-alignment fototra amin'ny Parsnp dia ampiasaina ho fampidirana, ary ny fahapotehan'ny fisarahana ho fenitry ny tambajotra dia tanteraka.
Gubbins pipeline v2.3.1 (https://github.com/sanger-pathogens/gubbins60 dia mandeha miaraka amin'ny paramètres default ho fomba iray hafa hanombanana ny fiantraikan'ny recombination amin'ny Mycobacterium bovis. LT708304.1) dia mifamatotra; ary diniho ny toeran'ny SNP amin'ny sampana tsirairay mba hamantarana ny cluster SNP maneho ny hetsika recombination Ny aotra amin'ny sampana Eritrereto fa tsy misy hetsika recombination, izay midika fa ny SNP izay mitranga eo amin'ny sampana dia tokony ho zaraina amin'ny alàlan'ny fampifanarahana tsara indrindra avy amin'ny rakitra ML.
Farany, mba hanamafisana ny hetsika fanavaozana natolotry ny fantsona Gubbins, ireo algorithm enina napetraka ao amin'ny RDP467 (RDP61, GENECONV62, Bootscan63, Maxchi64, Chimaera65 ary SiScan66) dia ampiharina amin'ny fampifanarahana marobe fototra ao amin'ny Parsnp amin'ny alàlan'ny fanovana default. Nanapa-kevitra izahay fa farafahakeliny telo amin'ireo algorithm ampiharina ao amin'ny RDP4 dia tsy maintsy mampiseho famantarana manan-danja mba hanamarinana ny hetsika recombination tsirairay.
Raha jerena fa ny rindrambaiko Gubbins sy RDP dia samy mitady famantarana recombination amin'ny alàlan'ny fanamarinana ny fampifanarahana marobe ao anaty varavarankely hatramin'ny 500 bp, ary manamafy fa ny fampidirana ny fototarazo PE / PPE mandritra ny fivoriambe de novo dia tsy hanelingelina ny famantarana recombination hita, ny famakafakana fanampiny dia atao amin'ny homolinearity Jereo ny manodidina ny fototarazo famantarana ny recombination. Ny sarintany synlinear mampiasa ny génome feno dia namboarina tamin'ny alàlan'ny fampifanarahana MAUVE-multi-genome (http://darlinglab.org/mauve/mauve.html) mba hanilihana ny fandikana na fanodikodinana genome eo an-toerana. Ankoatr'izay, ny génome manontolo dia nampiasaina hanaovana fanadihadiana homolinearity amin'ny filaharan'ny asidra amino amin'ny alàlan'ny mpizara tranonkala SyntTax (https://archaea.i2bc.paris-saclay.fr/SyntTax/).
Ny famakafakana lalindalina kokoa ny angon-drakitra momba ny genome azo avy amin'ny rafitra tioberkilaozy portogey multi-host dia ny fijerena ny polymorphisme ny fototarazo voalaza ao amin'ny literatiora. Ireo fototarazo ireo dia 37,38 ary ny fototarazon'ny 3R azo avy amin'ny razamben'ny MTBC amin'ny alàlan'ny singa rafitra HGT (fanamboarana DNA, replication ary recombination) 39. Ampiasao ny ClustalX v2.1 (http://www.clustal.org/clustal2/) ary ampiasao ny DnaSP v6.12.03 (http://www.ub.eduity diversity) sy ny nucleotide divers (π) sy ny taham-pitsapana tsy miandany amin'i Tajima.
Ny hazo filogenetika ambony indrindra (ML) mifototra amin'ny mitoka-monina 69 Mycoplasma bovis sy ny génome reference dia azo (sary 2A). Raha ampitahaina amin'ny hazo tokana mifototra amin'ny fototarazo na hazo mifototra amin'ny toerana maro, ity paikady ity dia mamela ny famokarana hazo matanjaka kokoa izay tsy mahasarika ny fiovaovan'ny génome manontolo ary noho izany dia mampiseho fahaiza-manao ambany kokoa amin'ny fanavakavahana ny karazana 68,69. Ny firafitry ny topolojikan'ny hazo ML dia matetika mifanaraka amin'ny fanasokajiana sarotra ny klones. Ny génome an'ny Eu2 dia mivondrona ao anaty sampana iray, ary ny génome an'ny Af1 dia mitambatra koa (sary 2A). Ny vokatra dia mifanaraka ihany koa amin'ny fifandraisan'ny evolisiona fantatra amin'ny Mycobacterium bovis, izany hoe misy fahasamihafana lehibe eo amin'ny mpikambana Eu1 sy ny vondrona misy ny complexes sy génomes clonal hafa rehetra, fa ny complex clonal 30 dia tsy voafaritra. Ny tsy fitoviana kely eo amin'ny complex clonal sy ny fifandraisana hita eo amin'ny hazo phylogenetic dia azo hazavaina amin'ny hoe ny complex clonal dia voafaritra mifototra amin'ny faritra génomika manokana, raha ny hazo phylogenetic dia mifototra amin'ny fampifanarahana marobe amin'ny fototarazo fototra maneho ny génome manontolo.
Ny hazo phylogenetic ambony indrindra (GTR) dia natsangana mifototra amin'ny fampifanarahana ny fototarazo fototra amin'ny Mycobacterium bovis genome alohan'ny (A) sy aorian'ny (B) fanesorana ny tranokalan'ny recombination. Ny lokon'ny sampana dia maneho ny Mycobacterium bovis clone complex: Europe 1 dia volomparasy, Europe 2 dia mena, Europe 3 dia manga, Africa 1 dia orange, ary Afrika 2 dia maitso. Ny hazo dia miorim-paka sy misintona amin'ny mizana, ary ny halavan'ny sampana dia refesina ho solon'ny toerana tsirairay.
Ny complexe Mycobacterium tuberculosis dia voalaza fa nivoatra tsikelikely, ary ny ankamaroan'ny porofo voaangona nandritra ny taona maro dia manohana ny hevitra fa tsy hitranga ny hetsika HGT sy ny recombination mitohy amin'ny haavon'ny MTBC15,17,18.
Ny asa teo aloha dia naneho fa mety ho voafetra ny fifampiraharahana eo amin'ny MTBC strains20,21, raha ny hafa kosa tsy nahavita namaritra ny hetsika recombination azo refesina70,71. Avereno resahina ity olana ity miaraka amin'ny fifantohana amin'ny Mycobacterium bovis, izay tsy mitovy amin'ny asa teo aloha izay tsy nihevitra afa-tsy ny Mycobacterium tuberculosis 70,71; na diniho ny MTBC manontolo, ka saika tsy misy M. bovis misolo tena ny 20; na diniho fotsiny ny ampahany amin'ny omby famerana. Ny angon-drakitra mycobacteria, amin'ity asa ity, dia misy karazana 70, misolo tena ny complexes clonal rehetra, ampiasaina amin'ny fitiliana ho an'ny recombination. Ny fitambaran'ny angon-drakitra dia ampitomboina araka ny ambaratonga efatra: (1) mpikambana Eu2, (2) mpikambana rehetra ao amin'ny clone complex Eoropeana (izany hoe Eoropa), (3) complexe clone eoropeanina sy afrikanina (Eu + Af) ary (4) ny fanangonana angon-drakitra manontolo (anisan'izany ny génome izay tsy tafiditra ao anatin'ny complexes clone efa voalaza).
Mba handinihana bebe kokoa an'io petra-kevitra io, dia natao ny tambajotran'ny fizarazarana ho an'ny fanombanana ny tsy fisian'ny hetsika recombination eo amin'ny fototarazo, satria io fomba io dia afaka mijery ny fifandraisan'ny razambe eo amin'ny tsirairay ary mampiseho famantarana phylogenetic mifanohitra. Ny angon-drakitra efatra rehetra ao amin'ny fanadihadiana dia nanamafy ny fisian'ny tadivavarana ao amin'ny tambajotra (izany hoe, faritra tsy mitambatra amin'ny hazo tokana), fa ny fitsapana Phi dia tsy manana fanohanana statistika (Eu2, p = 0.0956; Eoropa, p = 0.1637; Eu + Af p = 0.2774; ny angon-drakitra manontolo p = 0.2451) 3A-D).
Any Eoropa 2 génome (n = 37) (A), génome Eoropeana (n = 44) (B), génome Eoropeana sy Afrikana (n = 51) (C) ary ny fitambaran'ny angona manontolo (n = 70) (D).
Taorian'io famakafakana io, ary nandinika ny fandinihana cyclic amin'ny tambajotra rehetra, dia nampiharina ny algorithm fanarenana nampiharina tao amin'ny pipeline Gubbins mba hamerenana indray ny tsipika clonal ary hamenoana ny fanombanana ny fiantraikan'ny recombination amin'ny genome M. bovis. Fantaro ny isan'ny fitambaran'ny hetsika recombination, ny ankamaroany dia nitranga tao amin'ny sampana farany (izany hoe, amin'ny fototarazo tokana) (Table 2). Ireo tondro ireo dia mampiseho ny tsy fitoviana amin'ny fitambaran'ny angon-drakitra manontolo ary manondro fa 200 ka hatramin'ny 300 heny ny fatran'ny fiovan'ny toetr'andro. Raha vantany vao miseho eo anelanelan'ny 0.0037 sy 0.0056 ny mari-pamantarana rho/theta maneho ny taham-pifanakalozan-kevitra sy ny fiovan'ny teboka eo amin'ny sampana (Tabilao 3). Vao haingana, ny asa navoakan'ny 38 M. bovis strain dia naneho ny sanda rho / theta ambony kokoa (rho / theta = 0.1) noho ny azo tamin'ity daty ity, fa ny asan'i Patané sy ny mpiara-miasa dia nampiasa fivoriambe mifototra amin'ny fanondroana ny mari-pamantarana recombination, Ny antsipiriany momba ny fomba fiasa, noho ny fizotran'ny fivoriambe, dia mifandray amin'ny fampitomboana ny hetsika amin'ny sampana.
Manaraka, ny mari-pamantarana r / m dia maneho ny tahan'ny fahasamihafan'ny recombination sy ny fampidirana mutation, ary ny sandan'ny salan'isa dia eo anelanelan'ny 0.025 sy 0.037, izay manondro fa raha oharina amin'ny mutations, ny recombination dia manana fiantraikany ambany kokoa amin'ny ankapobeny amin'ny fahasamihafana ara-pananahana M. bovis (Table 3)). Ho an'ny fampitahana be dia be, dia nampiasaina ny fomba mitovy amin'ny fanombanana ny mari-pamantarana r / m ho an'ny angona MTBC ahitana génome 23, izay mampiseho ny sandan'ny salan'isa 0.48620, raha ho an'ny angona 38 M. bovis an'i Patané sy ny mpiara-miasa, dia nanaporofo ny sanda antonony dia 0.98. Ao amin'ny fianarana voalohany, roa monja amin'ny 23 génome no tafiditra ao amin'ny asan'ny M. bovis (M. bovis BCG sy ny reference strain), ka ny sanda azo dia mety mitongilana noho ny fihoaram-pefy ny M. tuberculosis genome. Ao amin'ny tatitra faharoa, ny mponina Mycobacterium bovis nohadihadiana dia nalaina indrindra tany Etazonia sy ireo mpampiantrano biby fiompy. Mifanohitra amin'izany kosa, ao amin'ny angon-drakitray, dia misy toerana ara-jeografika sy karazana mpampiantrano bebe kokoa, ary ny génome mitambatra ho complexe clonal samihafa miaraka amin'ny toetran'ny fototarazo isan-karazany dia ampiasaina koa, mba hahazoana fahalalana lalindalina kokoa momba ny mponina. Ny fahasamihafan'ny sanda salan'isa r/m azo amin'ny fitambaran'ny angon-drakitray dia mifanaraka amin'ny foto-kevitra fa miovaova be ny haavon'ny recombination eo amin'ireo tsipika voatendry ho an'ny karazana taxonomika mitovy, noho izany dia manondro ireo vokatra ireo fa ny complexe clone M. bovis dia mety mampiseho ny fahasamihafana recombination Ny fiantraikany dia araka ny soso-kevitr'i Didelot & Maiden72. Na izany aza, ny fanitarana be dia be an'io angon-drakitra voarakitra io amin'ny fampidirana ireo génomé M. bovis betsaka kokoa dia ahafahana manazava bebe kokoa an'io teboka io. Na ny mari-pamantarana r/m sy rho/theta dia samy mampiseho fiovaovana eo amin'ny sampana, ary io vokatra io dia mifanaraka amin'ny tatitra momba ny karazana bakteria hafa72,73.
Farany, mba hanamafisana ny hetsika fanavaozana nofaritan'ny fantsona Gubbins, algorithm enina samihafa no nampiasaina tao amin'ny rindrambaiko RDP4 mba hitsapana tsy miankina ny fampitahana fototra samihafa. Maneran-tany, latsaky ny antsasaky ny zava-nitranga nomarihin'i Gubbins no nohamafisin'ny RDP4 (Tabilao 4 sy 5). Raha jerena ny fitambaran'ny angon-drakitra manontolo, dia voamarina ny hetsika famerenana telo, ny roa mifandraika amin'ny node anatiny ary ny iray hafa momba ny génomie tokana ao amin'ny sampana terminal, izay tsy azo omena ny complexes clonal (Tabilao 4 sy 5). Ny famantarana ny fisehoan-javatra any amin'ny sampana farany dia mety manondro fa mbola mitohy ny fampifanarahana amin'ny karazana M. bovis ankehitriny na diso toerana ny vokatra70. Ao amin'io faritra recombination hypothetical io, eo amin'ny 20% amin'ny toerana dia manana nucleotides (N) tsy voafaritra, ka misy fiantraikany amin'ny famantarana ny recombination (sary fanampiny 2). Ankoatr'izay, io faritra io dia misy fiantraikany amin'ny fototarazo rrs, mandika ny RNA ribosomal 16S izay antenaina fa ho voatahiry be, noho izany dia mety ho vokatry ny hadisoana na ny tsy fitovian-kevitra io famantarana recombination putative io. Avy eo dia natao ny fampifanarahana genome manontolo eo amin'ny Mb0003 sy Mycobacterium bovis AF2122 / 97, ary voamarina ny fisian'ny nucleotides sy SNPs tsy voafaritra, ka ny olana mety hitranga mifandraika amin'ny fampifanarahana diso dia tsy noho ny fampahalalana biolojika nampiharina tamin'ity asa ity Nipoitra taorian'ny fianarana ny programa.
Tsy misy banga na nucleotides tsy voafaritra hita ao amin'ny faritra recombination amin'ny nodes anatiny (sary 4 sy 5). Mikasika ireo fisehoan-javatra ireo dia tsy misy afa-tsy ny génomée Eu2 ny iray ary misy fiantraikany amin'ny fototarazo pks12, izay mamadika ny mety ho polyketide synthase; raha ny iray kosa dia voasoratra ao amin'ny génomé Eu1 ary misy fiantraikany amin'ny fototarazo narX izay mamadika ny mety ho reductase nitrate (Table 4). Amin'ny ankapobeny, ny famakafakana ny recombination dia mampiseho fa voafetra ny isan'ny sombintsombin'ny recombination miaraka amin'ny fanohanan'ny statistika, ary ny tondro voatsoaka dia manondro fa ny recombination dia misy fiantraikany kely eo amin'ny tsipika M. bovis. Ny mari-pandrefesana dia heverina ho ambany, saingy zava-dehibe ny manavaka ny tena famantarana ny evolisiona amin'ny tabataba ambadika, izay asa sarotra. Mba hampihenana ny mari-pamantarana tabataba nampidirin'ny fivoriambe mifototra amin'ny reference sy ny olana tsy mifanaraka amin'ny 70, 71, ny ambiny rehetra afa-tsy ny génome feno dia nivory hatrany am-piandohana, ary ny kalitaon'ny fivoriambe dia nohamarinina sy nohamafisin'ny QUAST pipeline analysis (Tabilao fanampiny 1). Fanampin'izany, nisy andiana fanadihadiana fanampiny natao mba hanomezana ny fahamendrehana sy ny fahamarinan'ny fanadihadiana ankapobeny. Noho izany, ny kalitaon'ny fizotry ny fototarazo narX sy pks12 dia nodinihina tamin'ny famakiana sarintany manohitra ny Mycobacterium bovis AF2122/97. Ny toeran'ny SNP natokana ho an'ny faritra recombination dia nohamafisina tamin'ny fampiharana ny fepetra voalaza ao amin'ny fizarana fomba (famakiana 20 farafahakeliny sy ny fiovan'ny 0.9 matetika). Ny polymorphisme ny fototarazo narX dia nohamafisina tanteraka tao amin'ny génome roa (Mb1792361 sy Mb7240415; 2.3%) ary ny fototarazo pks12: Mb0891, Mb1711, Mb1789, Mb1870, Mb17046, Mb17046, Mb17046, Mb. Na izany aza, ho an'ny genome Mb2043, ny enina amin'ireo toerana valo dia tsy mahafeno ny mari-pamantarana ny halalin'ny famakiana satria ny SNP dia tohanan'ny vakiana 17 ambony indrindra, izay eo ambanin'ny sandan'ny fanapahana napetraka amin'ny 20. Noho izany dia azo atao ny manamarina ny famerenana ny génome enina (8.6%) amin'ity tranokala genome ity (sary 4 sy 5).
Ny sary an-tsary amin'ny antsipiriany momba ny fampifanarahana ny faritra recombination amin'ny angona Mycobacterium bovis dia misy fiantraikany amin'ny fototarazo narX izay mamadika ny mety ho reductase nitrate. Tsy misy banga na nucleotides tsy voafaritra hita ao amin'ny faritra recombination ny nodes anatiny. Ity hetsika manokana ity dia voasoratra ao amin'ny genome Eu1. Ny kalitaon'ny filaharana amin'ny fototarazo narX dia nodinihina tamin'ny alàlan'ny fanombanana ny famakiana ny Mycobacterium bovis AF2122/97. Hamafiso ny toerana SNP atolotra ao amin'ny faritra recombination amin'ny alàlan'ny fampiharana ireo fepetra voalaza ao amin'ny fizarana fomba (famakiana 20 farafahakeliny ary matetika fiovan'ny 0.9). Ny polymorphisme ny fototarazo narX dia voamarina tanteraka amin'ny génome Mb1792361 sy Mb7240415 (2.3%).
Fampisehoana amin'ny antsipiriany momba ny fampifanarahana ny faritra misy ny Mycoplasma bovis misy fiantraikany amin'ny fototarazo pks12. Tsy misy banga na nucleotides tsy voafaritra hita ao amin'ny faritra recombination ny nodes anatiny. Mikasika ny hetsika miantraika amin'ny fototarazo pks12 manodinkodina ny polyketide synthase azo atao, dia ny génome Eu2 ihany no ao anatiny. Ny kalitaon'ny sequence an'ny pks12 dia nodinihina tamin'ny alàlan'ny famakian-tsarintany Mycobacterium bovis AF2122/97. Hamafiso ny toerana SNP atolotra ao amin'ny faritra recombination amin'ny alàlan'ny fampiharana ireo fepetra voalaza ao amin'ny fizarana fomba (famakiana 20 farafahakeliny ary matetika fiovan'ny 0.9). Ny polymorphisme ny génome Mb0891, Mb1711, Mb1789, Mb1870, Mb1758, Mb2043, ary Mb1960 dia voamarina tanteraka.
Ny fototarazo PE sy PPE dia manana faritra miverimberina izay mora diso mamaky ny Illumina sequencing sy mismapping, ka matetika izy ireo dia voafafa ao amin'ny bioinformatics workflow an'ny M. tuberculosis raha tsy mampiasa ny tetikady mapping-to-sequence. Mifototra amin'ny fivorian'ny de novo tsy misy sivana ny PE/PPE ny fanatsoahan-kevitra amin'ny hetsika fampivondronana ampiharina amin'ity asa ity. Mino izahay fa amin'ny fampiharana fomba telo mifameno sy algorithm amin'ny alàlan'ny SplitsTree, Gubbins pipeline ary rindrambaiko RDP4, ny paikady ampiharina dia matanjaka amin'ny fanodinana sy fanivanana ireo faritra voarindra nateraky ny famantarana diso. Na izany aza, mba hanilihana ny fanelingelenana ny fototarazo PE / PPE amin'ny rindrambaiko Gubbins sy RDP4 mba hamantarana ny clusters SNP, ary noho izany ny famantarana ny faritra recombination natolotra mba hisy fiantraikany amin'ny fototarazo narX sy pks12, dia nodinihina ny manodidina an'ireo fototarazo ireo (Fig. 3-5 fanampiny). Ao amin'ny M. bovis AF2122/97, ny fototarazo narX dia misaraka amin'ny narK2 sy Mb1764c, raha ny pks12 kosa dia voahodidin'ny Mb2075c e Mb2073c (sary fanampiny 3-5). Ny sarintany novokarina tamin'ny fampiasana ny sarintanin'ny MAUVE synline an'ny génome feno dia manome fampahalalana momba ny fitehirizana ny filaharan'ny fototarazo sy ny fandrindrana indray, mampiseho bloc collinear efatra, ary tsy misy marika amin'ny fandikana na fanodikodinana genome. Ankoatr'izay, ny famakafakana famenoana miaraka amin'ny fizotry ny asidra amino dia nanaporofo ny homolojia amin'ny génome feno rehetra, ary tsy nisy PE / PPE hita tany amin'ny faritra mifanila amin'ny narX na pks12. Ho an'ny narX, ny fototarazo iray (Mb0030) dia manana isa mitovy mitovy amin'izany satria ny fototarazo narX dia fantatra ho sombiny roa (sombiny 1891 sy 1890). Ho an'ny pks12, noho ny fitoviana, ny Mb0030 sy ny Mb003 dia naneho ny isa ambany kokoa synlinearity, raha ny pks12 kosa dia fantatra amin'ny ampahany roa sy telo, izay maneho ny sehatra samihafa amin'ny proteinina (sary fanampiny 3-5). Raha raisina io fampahalalana io, ary ny rindrambaiko Gubbins sy RDP4 dia samy manao famakafakana, jereo ny fampifanarahana marobe amin'ny 500 bp ambony indrindra eo amin'ny varavarankely, nanamafy izahay fa ny fototarazo PE / PPE dia tsy hanelingelina ny famantarana recombination izay misy fiantraikany amin'ny narX sy pks12.
Na dia azo heverina ho sisa tavela aza ny mari-pamantarana recombination hita ao amin'ity tahirin-kevitra ity, dia marina fa ny recombination ao amin'ny M. bovis dia tsy azo esorina, noho izany dia tokony hanohy ny fanadihadiana bebe kokoa, izay ny génome manontolo avy amin'ny toe-javatra epidemiolojika samihafa dia apetraka amin'ny Zava-dehibe.
Ny fampitahana ny hazo phylogenetic ML azo talohan'ny sy taorian'ny fanitsiana ny recombination (sary 2A, B) dia tsy nitarika fiovana lehibe teo amin'ny fifandraisana filogenetika voatsoaka, ary ny M. bovis dia nivondrona tao amin'ny vondrona iray ihany.
Taorian'ny fametahana sari-tany 42 M. bovis vao avy novakiana miaraka amin'ny genome reference an'ny M. bovis AF2122/97, dia azo ny alignment SNP misy toerana polymorphic 1816. Ny ankamaroan'ny SNPs (87.1%) dia hita ao amin'ny faritra coding, ary ny fototarazo voakasika dia voafaritra araka ny sokajy miasa aseho ao amin'ny Bovilist (sary 6A, B). Raha jerena ny totalin'ny fototarazo isaky ny sokajy miasa, ny fototarazo ao amin'ny sokajy "metabolisme lipida" dia nampiseho SNP bebe kokoa, arahin'ny "rindrin'ny sela sy ny fizotran'ny sela" ary ny "metabolisme intermediate sy respiration", izay manambara fa ao amin'ny evolisiona M. bovis izy ireo.
Famakafakana ambaratongan'ny angon-drakitra M. bovis avy any Portugal (n = 42). Ny fitambaran'ny SNPs voasoratra anarana sy ny fototarazo voakasika ho an'ny sokajy miasa tsirairay (A). Ny totalin'ny fiovana mitovy sy tsy mitovy voarakitra amin'ny sokajy fiasa (B).
Amin'ny sehatra maneran-tany, ny salan'isa dN/dS dia tsara kokoa noho ny 1,5, izay manondro fa ny fanerena evolisiona eran-tany dia ny manala ny fanjakan'ny razambe ary maneho toe-javatra safidy tsara (mizarazara na mitari-dalana) sy/na miala sasatra. Ao amin'ny sokajy "virulence, detoxification, adaptation", "sequences insertion and phages", ary "proteinina mifehy", mihoatra ny roa ampahatelon'ny SNP dia tsy mitovy (sary 6B).
Ao amin'ny sokajy rehetra dia misy fototarazo miaraka amin'ny SNP marobe, ka miteraka ny tahan'ny mutation antonony (izany hoe ny salan'isa SNP isaky ny fototarazo) mihoatra ny 1 (sary 6A). Pks12 (Mb2074c) miaraka amin'ny SNP 15 ary fas (Mb2553c) miaraka amin'ny SNP 8 dia manana sanda mutation ambony kokoa. Ireo fototarazo roa ireo dia mandray anjara amin'ny metabolisma asidra matavy. Ny fototarazo pks dia manodina polyketide synthase (PKS), izay anzima multifunctional tafiditra amin'ny biosynthesis lipida amin'ny rindrin'ny mycobacterial74,75. Ity fototarazo ity dia manodina polypeptide multifunctional izay mandray anjara amin'ny synthesis ny mycoketide74,76. Ny fototarazon'ny fas dia mandray anjara amin'ny synthesis ny asidra mycolic. Ireo fototarazo roa ireo dia manana anjara toerana lehibe amin'ny biosynthesis ny rindrin'ny sela mifandray amin'ny mpampiantrano.
Mba handinihana bebe kokoa ny fivoaran'ny Mycobacterium bovis, dia nodinihina ireo fototarazo manokana roa. Ny asa navoaka teo aloha dia nampiasa ny firafitry ny filaharana sy ny fomba phylogenetic hamantarana ny fototarazo izay azon'ny razambe MTBC tamin'ny alàlan'ny HGT talohan'ny diversification37,38. Ireo fototarazo ireo dia voatanisa ao amin'ny tabilao fanampiny 2. Ny fizarana SNP amin'ny fitambaran'ny fototarazo 77 izay mety mifandray amin'ny HGT dia nodinihina, ary ny tranokala polymorphic 26 dia fantatra, izay amin'ny ankamaroan'ny tranga (78%) dia niteraka fiovana tsy mitovy (NS) (Table fanampiny 2). Ny asa teo aloha momba ny génome MTBC dia naneho fa ny faritra HGT dia mampiseho ny tahan'ny NS SNP ambony kokoa raha oharina amin'ny sisa amin'ny génome. Raha misy mihevitra fa ireo faritra recombination dia nahazo ny MTBC razamben'ny, ary noho izany dia maneho ny polymorphisms fahiny, dia ny tahan'ny fiovana mitovy amin'izany dia andrasana ho ambony kokoa, satria ny fanoloana NS dia antenaina ho esorina amin'ny alalan'ny safidy ratsy noho ny fiovan'ny asidra amine Mety hanova ny asan'ny proteinina. Noho izany, ny valiny dia manondro fa ny vokatra azo avy amin'ny asa dia mety avy amin'ny fanoloana ny fototarazo mitovy amin'ny HGT, izay maneho ny maha-zava-dehibe azy ireo amin'ny fahasamihafan'ny fototarazo.
Mifanaraka amin'io famakafakana io, dia nodinihina tsara ny fototarazo nandrakotra ireo singa ao amin'ny rafitra 3R (fanamboarana ADN, replication, ary recombination) araka ny lisitra navoakan'ny dos Vultos sy ny mpiara-miasa (2008) teo aloha. Tsy azo jerena mivantana ny fifanakalozam-bary ADN mitovy, na dia mety ho dingana matetika aza izany rehefa misy bakteria mifandray akaiky, toy ny amin'ity fitambaran'ny angona ity; Fanampin'izany, ity dingana ity dia mety ho fanalahidin'ny fomba fanamboarana ADN72, noho izany dia mitana anjara toerana amin'ny famerenana indray ny homologous. Toerana polymorphic 26 nozaraina tamin'ny fototarazo 54 no fantatra (Tabilao fanampiny 3). Ao anatin'ity andian-taranaka ity, ny fiovan'ny NS dia nahatratra ny 65% amin'ny vokatr'izany, izay mifanaraka amin'ny tatitra teo aloha momba ny tadin'ny Mycobacterium tuberculosis.
Fotoana fandefasana: Oct-21-2021