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科学家开发了分析细菌种群的新技术

2019-05-23 14:10:04 医疗设备177℃

  科学家开发了分析细菌种群的新技术

  2015年6月16日

  来自西奈山伊坎医学院的科学家开发出一种新技术,可以更精确地分析细菌种群,揭示可以驱动毒力的表观遗传机制。新方法有望成为一种有效的新工具,可以抵消细菌病原体对抗生素耐药性日益增长的挑战。该研究发表在Nature Communications杂志上,并与纽约大学Langone医学中心和哈佛医学院布莱根妇女医院合作进行。

  DNA中遗传密码的信息内容不限于A,G,C和T的主要核苷酸序列。单个DNA碱基可以进行化学修饰,具有显着的功能性后果。

  在细菌王国中,最普遍的碱基修饰是DNA甲基化形式,特别是腺嘌呤和胞嘧啶残基。除了参与宿主防御之外,越来越多的证据表明这些修饰在基因表达,毒力和抗生素抗性的调节中也起着重要作用。

  研究小组聘请了PacBio® Pacific Biosciences的RS II系统,可以在收集DNA序列数据时同时收集碱基修饰数据。 PacBio的单分子实时测序能够检测N6-甲基腺嘌呤和4-甲基胞嘧啶,这两种主要类型的DNA修饰包含细菌甲基化组。然而,用于研究细菌甲基化组的现有方法依赖于群体水平的共识,其缺乏观察表观遗传异质性所需的单细胞分辨率。

  我们创造了一种在单分子水平上检测和定相DNA甲基化的技术。我们发现典型的克隆细菌群体,否则将被认为是使用常规技术的同质,具有不同基因表达模式的表观遗传学上不同的亚群,“江山伊坎医学院遗传学和基因组学助理教授Gang Fang博士说。

   西奈和该研究的资深作者。 “鉴于细菌群体中的表型异质性可以增加其在抗生素治疗等应激条件下的生存优势,这种新技术对于细菌病原体的未来治疗非常有前途,因为它能够从头检测和表征细菌中的表观遗传异质性。人口。

  相关故事CRISPR技术创造了对免疫系统“看不见”的多能干细胞黄斑变性的第一个基因治疗手术是成功的研究人员设计的干细胞具有“自杀基因”来诱导除β细胞以外的所有细胞死亡研究人员研究了七种细菌菌株,证明了新技术揭示了不同类型的表观遗传异质性。对于幽门螺杆菌(幽门螺杆菌)是一种致病细菌,其定殖于世界40%以上的人群并与胃癌有关,研究小组发现,表观遗传异质性很快就会随着单个细胞的分裂而出现,不同的亚群与不同的甲基化模式具有不同的基因表达模式。这可能是导致幽门螺杆菌抗生素耐药率增加的原因。

  这项新技术的应用将能够更全面地表征DNA甲基化的功能及其对细菌生理学的影响。解决单个分子,单个核苷酸水平的核苷酸修饰,特别是当与其他单个分子或单个细胞水平数据(如RNA和蛋白质表达)整合时,将有助于解决控制更高阶表型的调节关系,如耐药性Eric Sc​​hadt,博士,伊坎研究所的创始主任和西奈山伊坎医学院的基因组学教授。 “我们开发的方法也可用于分析DNA病毒和人类线粒体DNA,两者都具有显着的表观遗传异质性。”

  资料来源:西奈山医院/西奈山医学院

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