Полная карта генома кишечной палочки E. coli O104 из Германии
Международный геномный центр BGI совместно с Университетским медицинским центром Гамбург-Эппендорф опубликовал первую полную карту генома и плазмид смертоносного штамма E. coli O104:H4, вызвавшего вспышку в 2011 году, без пробелов в сборке. Данные общедоступны по ссылкам в оригинальной статье.
Геномная структура штамма
- Хромосома: Кольцевая, длиной 5 278 т.п.н., содержит около 5 000 предсказанных кодирующих последовательностей (CDS), покрывающих 87.09% генома.
- Плазмиды: Три плазмиды размером 88 т.п.н., 75
т.п.н. и 1.5 т.п.н.
- Крупнейшая плазмида высоко гомологична ранее секвенированной плазмиде от лошади и несёт гены множественной лекарственной устойчивости.
- Самая маленькая — "эгоистичная плазмида" с двумя генами (репликация ДНК).
- Плазмида среднего размера несёт кластер генов агрегативной адгезивной фимбрии I (AAF/I), связанный с вирулентностью и способностью бактерий к агрегации.
Ключевые генетические находки и происхождение
- Гены, кодирующие Шига-токсин (основной фактор патогенности), были, вероятно, привнесены профагом, интегрировавшимся в хромосому бактерии.
- Обнаружены несколько сайтов вставки, включая локус, связанный с множественной антибиотикорезистентностью. Это указывает, что горизонтальный перенос генов сыграл важную роль в эволюции вирулентности и устойчивости штамма.
- Филогенетический и сравнительный анализ подтверждает, что штамм относится к линии EAEC (энтероагрегативная E. coli), но приобрёл способность продуцировать Шига-токсин через интеграцию генома фага. Это объясняет первоначальную путаницу, когда у бактерии линии EAEC обнаружились черты, характерные для EHEC (энтерогеморрагическая E. coli).
- Штамм не является абсолютно новой бактерией, а представляет собой "гибрид", временно обозначенный как STpEAEC (продуцирующая Шига-токсин энтероагрегативная E. coli).
Открытый доступ к данным
BGI опубликовал данные в общественном достоянии и присвоил им DOI для цитирования до формальной публикации. Такой подход к открытому и свободному распространению информации позволил достичь беспрецедентно быстрого прогресса в понимании геномики этой инфекции. Растущее сообщество исследователей подтвердило намерение публиковать свои работы аналогичным образом.