Вирулентный патоген, вызывающий болезнь туляремию, или «кроличью лихорадку», использовался во время прошлых мировых войн и считается потенциальным биологическим оружием. В рамках нового исследования коккобациллы Francisella исследователи Лос-Аламосской национальной лаборатории работают над использованием ДНК-маркеров для выявления родственных, но относительно безвредных видов по мере их идентификации, а также для предоставления средств, позволяющих отличить их от вредоносных F.tularensis.
«Это крупное исследование особенно примечательно тем, что в нем использовался 31 общедоступный геном, а также выбранные гены примерно из 90 дополнительных изолятов», - сказала соответствующий автор Шерил Куске из группы Bioenergy & Biome Sciences в Лос-Аламосской национальной лаборатории. Статья была опубликована в текущем выпуске Applied and Environmental Microbiology (AEM).
Работа группы включает в себя разработку всестороннего, основанного на геномике понимания организмов и их окружающей среды в рамках исследований Лаборатории по обеспечению энергетической безопасности источников энергии и их воздействия. «Мы провели стандартные сравнения отдельных и нескольких генов с использованием полногеномных подходов и определили потенциальные факторы вирулентности, чтобы отличить новые виды от более традиционного набора. Благодаря координации с Центрами по контролю и профилактике заболеваний (CDC) у нас теперь есть для выявления новых изолятов или обнаружений в окружающей среде, даже если доступна только частичная информация», - сказал Куске.
Люди могут легко заболеть туляремией при случайном контакте с инфицированными кроликами, кошками, грызунами или другими животными (и клещами или блохами, которые могут быть на них). Болезнь проявляется в различных формах: лихорадка и озноб с болью в суставах, кашель или пневмония, или боль в животе и дистресс. По данным Центра по контролю и профилактике заболеваний, показатели смертности варьируются в зависимости от формы заболевания от 2 до 24 процентов. Из-за этой серьезности CDC сделал туляремию регистрируемым заболеванием, и, как и патогены, вызывающие сибирскую язву и чуму, считается биологическим оружием.
Посредством подробного сравнения геномов, алгоритмов выравнивания последовательностей и других инструментов биоинформатики, работающих на компьютерах в Лос-Аламосе, команда из Лос-Аламоса определила особенности, которые отличают F. tularensis от других новых клинических и экологических изолятов Francisella, создав базу знаний для сравнение новых последовательностей из клинических или экологических исследований.
«Для жителей таких районов, как Юго-Запад, где вспышки туляремии эндемичны и потенциально опасны для жизни, иметь под рукой больше инструментов для идентификации чрезвычайно важно», - сказал Куске. Однако распространение этих изолятов носит глобальный характер, что свидетельствует о всемирном распространении организмов Francisella, обитающих в рыбе, клещах и различных источниках окружающей среды.
Команда определила четыре новые группы видов внутри рода; Francisella opportunistica, условно-патогенный микроорганизм пациентов с ослабленным иммунитетом; Francisella salina и Francisella uliginis, изоляты из окружающей среды из прибрежной морской воды недалеко от Галвестона, штат Техас; и Francisella frigiditurris из градирен в Калифорнии.
Секвенирование генома финансировалось Управлением по науке и технологиям Министерства внутренней безопасности США.