Патогеномика - Pathogenomics

Патогеномика это поле, которое использует высокопроизводительный скрининг технологии и биоинформатика для изучения закодированной устойчивости микробов, а также факторов вирулентности (ФВ), которые позволяют микроорганизмам заразить хозяина и, возможно, вызвать заболевание.[1][2][3][4] Это включает обучение геномы из патогены которые нельзя культивировать вне хозяина.[5] В прошлом исследователям и медицинским работникам было трудно изучить и понять патогенные признаки инфекционных организмов.[6] С помощью более новых технологий геномы патогенов можно идентифицировать и секвенировать в гораздо более короткие сроки и с меньшими затратами.[7][8] таким образом улучшается способность диагностировать, лечить и даже прогнозировать и предотвращать патогенные инфекции и заболевания.[9] Это также позволило исследователям лучше понять события эволюции генома - потерю, усиление, дублирование, перестройку генов - и то, как эти события влияют на устойчивость к патогенам и способность вызывать болезни.[8] Этот приток информации вызвал необходимость сделать огромные объемы данных доступными для исследователей в форме баз данных,[10] и он поднял этические вопросы о целесообразности восстановления ранее вымерших и смертельных патогенов, чтобы лучше понять вирулентность.[11]

История

Раньше, когда изучалась геномика, ученые считали сложным секвенировать генетическую информацию.[12] Поле начало взрываться в 1977 году, когда Фред Сэнгер, Доктор философии, вместе со своими коллегами секвенировали геном на основе ДНК бактериофаг, используя метод, теперь известный как Метод Сэнгера.[13][14][15] Метод Сэнгера для секвенирования ДНК экспоненциально продвинул молекулярную биологию и непосредственно привел к способности секвенировать геномы других организмов, включая полный геном человека.[13][14]

В Гемофильный грипп Геном был одним из первых геномов организмов, секвенированных в 1995 г. Дж. Крейгом Вентером и Гамильтоном Смитом с использованием полногеномного секвенирования.[16][14] С тех пор были разработаны более новые и более эффективные высокопроизводительные методы секвенирования, такие как геномное секвенирование следующего поколения (NGS) и геномное секвенирование одной клетки.[14] В то время как метод Сэнгера позволяет секвенировать один фрагмент ДНК за раз, технология NGS может секвенировать тысячи последовательностей за раз.[17] Благодаря способности быстро секвенировать ДНК появились новые идеи, такие как открытие, что, поскольку геномы прокариот более разнообразны, чем первоначально предполагалось, необходимо секвенировать несколько штаммов у одного вида, а не только несколько.[18] Кишечная палочка был примером того, почему это важно, поскольку гены, кодирующие факторы вирулентности, у двух штаммов видов различаются по крайней мере на тридцать процентов.[18] Такие знания, наряду с более тщательным изучением увеличения, потери и изменения генома, дают исследователям ценную информацию о том, как патогены взаимодействуют в среде хозяина и как они могут инфицировать хозяев и вызывать болезни.[18][12]

С таким большим притоком новой информации вырос спрос на биоинформатику, чтобы ученые могли должным образом анализировать новые данные. В ответ на это было разработано программное обеспечение и другие инструменты.[19] Кроме того, с 2008 года количество хранимых последовательностей удваивалось каждые 18 месяцев, что делало насущной потребность в лучших способах организации данных и помощи в исследованиях.[20] В ответ на это были созданы тысячи общедоступных баз данных и других ресурсов, в том числе База данных факторов вирулентности (VFDB) патогенных бактерий, которая была создана в 2004 году и была создана для помощи в исследованиях патогеномики.[21][3][20]

Микробный анализ

Патогены может быть прокариотический (археи или же бактерии ), одноклеточные эукария или же вирусы. Прокариотические геномы обычно легче секвенировать из-за меньшего размера генома по сравнению с Eukarya. Из-за этого есть предвзятость в отчетности патогенный бактериальный поведение. Несмотря на эту предвзятость в отчетности, многие динамические геномные события сходны для всех типов патогенных организмов. Геномная эволюция происходит через прирост, потерю генов и перестройку генома, и эти «события» наблюдаются в геномах нескольких патогенов, причем некоторые бактериальные патогены испытывают все три.[12] Патогеномика не фокусируется исключительно на понимании взаимодействия патоген-хозяин, тем не мение. Понимание индивидуального или коллективного поведения патогенов позволяет получить информацию о развитии или наследовании факторов вирулентности патогенов.[12] Благодаря более глубокому пониманию небольших субъединиц, вызывающих инфекцию, можно будет разработать новые эффективные и экономичные терапевтические препараты.[22]

Причина и анализ геномного разнообразия

Динамический геномы с высокой пластичностью необходимы для выживания патогенов, особенно бактерий, в изменяющейся окружающей среде.[18] С помощью методов высокопроизводительного секвенирования и in silico технологий, можно обнаружить, сравнить и каталогизировать многие из этих динамических геномных событий. Геномное разнообразие важно при обнаружении и лечении патогена, поскольку эти события могут изменить функцию и структуру патогена.[23][24] Существует необходимость проанализировать более одной последовательности генома одного вида патогенов, чтобы понять механизмы патогенов. Сравнительная геномика это методология, позволяющая ученым сравнивать геномы разных видов и штаммов.[25] Есть несколько примеров успешных сравнительных исследований геномики, среди которых анализ Листерия[26] и кишечная палочка.[27] В некоторых исследованиях была предпринята попытка устранить разницу между патогенный и непатогенный микробы. Однако это исследование оказывается трудным, поскольку у одного вида бактерий может быть много штаммов, и геномное содержание каждого из этих штаммов варьируется.[27]  

Эволюционная динамика

Различные штаммы микробов и геномный состав вызываются разными силами, в том числе тремя конкретными эволюционными событиями, которые влияют на устойчивость к патогенам и их способность вызывать заболевание, а именно: усиление гена, потеря гена и перестройка генома.[12]    

Потеря генов и распад генома

Потеря генов происходит при удалении генов. Причина, по которой это происходит, до сих пор полностью не выяснена,[28] хотя, скорее всего, это связано с адаптацией к новой среде или экологической нише.[29][30] Некоторые исследователи считают, что потеря генов может на самом деле повысить приспособленность и выживаемость среди патогенов.[28] В новой среде некоторые гены могут стать ненужными для выживания, и поэтому мутации в конечном итоге «разрешены» для этих генов, пока они не станут неактивными ».псевдогены."[29] Эти псевдогены наблюдаются у таких организмов, как Шигелла флекснери, Salmonella enterica,[31] и Yersinia pestis.[29] Со временем псевдогены удаляются, и организмы становятся полностью зависимыми от своего хозяина, поскольку либо эндосимбионты или же облигатные внутриклеточные патогены, как видно на Бухнера, Myobacterium leprae, и Хламидия трахоматис.[29] Эти удаленные гены также называются генами антивирулентности (AVG), поскольку считается, что они могли предотвратить превращение организма в патогенный.[29] Чтобы быть более вирулентным, заразить хозяина и остаться в живых, патоген должен был избавиться от этих AVG.[29] Возможен и обратный процесс, что было замечено при анализе Листерия штаммов, которые показали, что уменьшенный размер генома приводит к непатогенному Листерия штамм из патогенного штамма.[26] Были разработаны системы для обнаружения этих псевдогенов / AVG в последовательности генома.[8]

Резюме событий динамической геномики
Прирост генов и размножение

Считается, что одной из ключевых движущих сил прироста генов является горизонтальный (латеральный) перенос генов (LGT).[32] Это представляет особый интерес для микробных исследований, поскольку эти мобильные генетические элементы могут вносить факторы вирулентности в новый геном.[33] Сравнительное исследование, проведенное Gill et al. в 2005 г. постулировал, что LGT могла быть причиной вариаций патогенов между Эпидермальный стафилококк и Золотистый стафилококк.[34] Однако все еще остается скептицизм относительно частоты LGT, его идентификации и воздействия.[35] Были задействованы новые и улучшенные методологии, особенно при изучении филогенетика, чтобы подтвердить наличие и эффект LGT.[36] Прирост и дублирование генов уравновешиваются потерей генов, так что, несмотря на их динамическую природу, геном бактериального вида остается примерно того же размера.[37]

Перестройка генома

Мобильная генетика инсерционные последовательности может играть роль в деятельности по перестройке генома.[38] Было обнаружено, что патогены, которые не живут в изолированной среде, содержат большое количество элементов инсерционной последовательности и различных повторяющихся сегментов ДНК.[18] Считается, что сочетание этих двух генетических элементов помогает опосредовать гомологичная рекомбинация. Есть патогены, такие как Burkholderia mallei,[39] и Burkholderia pseudomallei[40] которые, как было показано, демонстрируют перестройки всего генома из-за инсерционные последовательности и повторяющиеся сегменты ДНК.[18] В настоящее время нет исследований, демонстрирующих события перестройки генома, непосредственно приводящие к патогенному поведению микроба. Это не значит, что это невозможно. Однако общегеномные перестройки вносят вклад в пластичность бактериального генома, что может создавать условия для введения или утраты факторов вирулентности другими факторами.[18]

Однонуклеотидные полиморфизмы

Полиморфизмы одиночных нуклеотидов, или SNP, допускают широкий спектр генетических вариаций среди людей, а также патогенов. Они позволяют исследователям оценивать множество факторов: воздействие токсинов окружающей среды, влияние различных методов лечения на организм и причины предрасположенности к заболеваниям.[41] SNP играют ключевую роль в понимании того, как и почему происходят мутации. SNP также позволяют ученым картировать геномы и анализировать генетическую информацию.[41]

Пан и ядерный геномы

Обзор пангенома

Пангеномный обзор. Самое последнее определение бактериального вида пришло из докеномной эры. В 1987 году было предложено, чтобы бактериальные штаммы, показывающие> 70% повторной ассоциации ДНК · ДНК и имеющие общие фенотипические признаки, считались штаммами одного вида.[42] Разнообразие геномов патогенов затрудняет определение общего количества генов, связанных со всеми штаммами одного вида патогена.[42] Считалось, что общее количество генов, связанных с одним видом патогена, может быть неограниченным.[42] хотя некоторые группы пытаются получить более эмпирическую ценность.[43] По этой причине было необходимо ввести понятие пангеномы и основные геномы.[44] В литературе по пангеномам и ядрам генома также есть тенденция к описанию прокариотических патогенных организмов. Возможно, потребуется проявлять осторожность при распространении определения пангенома или корового генома на другие патогенные организмы, поскольку нет официальных доказательств свойств этих пангеномов.

Основной геном - это набор генов, обнаруженных во всех штаммах патогенных микроорганизмов.[42] Пангеном - это полный генофонд для данного вида патогенов и включает гены, которые не являются общими для всех штаммов.[42] Пангеномы могут быть открытыми или закрытыми в зависимости от того, обнаруживает ли сравнительный анализ нескольких штаммов новые гены (закрытые) или много новых генов (открытые) по сравнению с основным геномом для этого вида патогенов.[12] В открытом пангеноме гены можно дополнительно охарактеризовать как несущественные или штаммоспецифичные. Незаменимые гены - это гены, обнаруженные более чем в одном штамме, но не во всех штаммах одного вида патогена.[44] Штамм-специфичные гены - это гены, обнаруженные только в одном штамме вида патогена.[44] Различия в пангеномах отражают образ жизни организма. Например, Streptococcus agalactiae, который существует в различных биологических нишах, имеет более широкий пангеном по сравнению с более изолированными от окружающей среды бацилла сибирской язвы.[18] Сравнительная геномика также используются подходы, чтобы лучше понять пангеном.[45] Недавние открытия показывают, что количество новых видов продолжает расти примерно на 10.31 бактериофагов на планете с этими бактериофагами, заражающими 1024 другие в секунду, трудно представить себе непрерывный обмен генетическим материалом.[42]

Факторы вирулентности

Множественные генетические элементы патогенов, поражающих человека, способствуют передаче факторов вирулентности: плазмиды, остров патогенности, профаги, бактериофаги, транспозоны, интегративные и конъюгативные элементы.[12][46] Островки патогенности и их обнаружение находятся в центре внимания нескольких биоинформатических усилий, связанных с патогеномикой.[47][48] Распространено мнение, что «штаммы бактерий из окружающей среды» не способны причинить вред человеку или причинить ему вред. Однако недавние исследования показывают, что бактерии из водной среды приобрели патогенные штаммы в процессе эволюции. Это позволяет бактериям иметь более широкий спектр генетических признаков и может представлять потенциальную угрозу для людей, у которых наблюдается большая устойчивость к антибиотикам.[46]

Микробно-микробные взаимодействия

Биопленка золотистого стафилококка

Взаимодействие микроб-хозяин, как правило, затмевает рассмотрение взаимодействия микроб-микроб. Однако взаимодействие микробов с микробами может привести к хроническим состояниям немощи, которые трудно понять и лечить.[9]

Биопленки

Биопленки являются примером микробно-микробного взаимодействия и, как полагают, связаны с 80% инфекций человека.[49] Недавно было показано, что в формировании биопленки участвуют определенные гены и белки клеточной поверхности.[50] Эти гены, а также поверхностные белки можно охарактеризовать с помощью in silico методы формирования профиля экспрессии бактерий, взаимодействующих с биопленками.[9] Этот профиль экспрессии может быть использован в последующем анализе других микробов для прогнозирования поведения микробов в биопленках или для понимания того, как разрушить образование биопленок.[9]

Анализ микробов-хозяев

Патогены обладают способностью приспосабливаться и манипулировать клетками-хозяевами, в полной мере используя клеточные процессы и механизмы клетки-хозяина.[9]

Хозяева могут заставить микроба адаптироваться к новой среде или научиться от нее уклоняться. Понимание этого поведения даст полезные сведения для потенциальных терапевтов. Наиболее подробный план инициатив по взаимодействию «хозяин-микроб» изложен в Программе европейских исследований по патогеномике.[9] В его отчете подчеркиваются следующие особенности:

Краткое изложение целей проекта по созданию микробов-хозяев в программе европейских исследований по патогеномике[9]
  • Микроматричный анализ экспрессии генов хозяина и микробов во время инфекции. Это важно для определения экспрессии факторов вирулентности, которые позволяют патогену выжить благодаря защитному механизму хозяина.[9] Патогены, как правило, подвергаются целому ряду изменений, чтобы подорвать иммунную систему и стать хозяином, в некоторых случаях способствуя гипервариабельному состоянию генома.[51] Исследования геномной экспрессии будут дополнены исследованиями сетей белок-белкового взаимодействия.[9]
  • Использование РНК-интерференции (РНКи) для определения функций клетки-хозяина в ответ на инфекции. Инфекция зависит от баланса между характеристиками клетки-хозяина и клетки патогена. В некоторых случаях может быть сверхактивная реакция хозяина на инфекцию, например при менингите, которая может подавлять организм хозяина.[9] Используя РНК, можно будет более четко определить, как клетка-хозяин защищает себя во время острой или хронической инфекции.[52] Это также успешно применялось на дрозофиле.[52]
  • Не все взаимодействия микробов в среде хоста являются вредоносными. Комменсал Флора, которая существует в различных средах у животных и людей, действительно может помочь в борьбе с микробными инфекциями.[9] В человеческая флора например, кишечник, является домом для множества микробов.[53]

Было объявлено, что разнообразное сообщество внутри кишечника жизненно важно для здоровья человека. В настоящее время ведется ряд проектов, направленных на лучшее понимание экосистем кишечника.[54] Последовательность комменсалов кишечная палочка штамм SE11, например, уже был определен из фекалий здорового человека и обещает стать первым из многих исследований.[55] Посредством геномного анализа, а также последующего анализа белков будет изучено лучшее понимание полезных свойств комменсальной флоры в надежде понять, как создать лучшее терапевтическое средство.[56]

Эко-эво перспектива

Точка зрения "эко-эво" на взаимодействие патоген-хозяин подчеркивает влияние экологии и окружающей среды на эволюцию патогенов.[12] На динамические геномные факторы, такие как потеря гена, усиление гена и перестройка генома, сильно влияют изменения в экологической нише, в которой обитает конкретный штамм микробов. Микробы могут переключаться с патогенных на непатогенные из-за изменения окружающей среды.[26] Это было продемонстрировано при изучении чумы, Yersinia pestis, который, по-видимому, превратился из легкого желудочно-кишечного патогена в очень высокопатогенный микроб в результате динамических геномных событий.[57] Для того, чтобы произошла колонизация, должны произойти изменения в биохимическом составе, способствующие выживанию в различных средах. Скорее всего, это связано с механизмом, позволяющим клетке ощущать изменения в окружающей среде, тем самым влияя на изменение экспрессии генов.[58] Понимание того, как эти изменения штамма происходят от низкопатогенных или непатогенных до высокопатогенных и наоборот, может помочь в разработке новых методов лечения микробных инфекций.[12]

Приложения

Ребенок получает прививки

Со времени Второй мировой войны здоровье человека значительно улучшилось, а уровень смертности существенно снизился из-за улучшения гигиены в связи с изменением правил общественного здравоохранения, а также благодаря более доступным вакцинам и антибиотикам.[59] Патогеномика позволит ученым расширить свои знания о патогенных и непатогенных микробах, что позволит создавать новые и улучшенные вакцины.[59] Патогеномика также имеет более широкое значение, включая предотвращение биотерроризма.[59]

Обратная вакцинология

Обратная вакцинология относительно новый. В то время как исследования все еще проводятся, были достигнуты прорывы в отношении патогенов, таких как Стрептококк и Менингит.[60] Методы производства вакцин, такие как биохимические и серологические, трудоемки и ненадежны. Они требуют, чтобы патогены были in vitro чтобы быть эффективным.[61] Новые достижения в области геномного развития помогают предсказать почти все варианты патогенов, что делает успехи в вакцинах.[61] Вакцины на основе белка разрабатываются для борьбы с устойчивыми патогенами, такими как Стафилококк и Хламидиоз.[60]

Противодействие биотерроризму

В 2005 году последовательность событий 1918 г. Испанский грипп было выполнено. В компании с филогенетический Анализ, можно было предоставить подробный отчет об эволюции и поведении вируса, в частности его адаптации к людям.[62] После секвенирования испанского гриппа возбудитель также был реконструирован. При введении в организм мышей патоген оказался невероятно смертельным.[63][11] В Атаки сибирской язвы в 2001 году пролить свет на возможность биотерроризм как более реальную, чем воображаемую угрозу. Биотерроризм ожидался во время войны в Ираке, когда солдатам делали прививки. оспа атака.[64] Используя технологии и знания, полученные при реконструкции испанского гриппа, возможно, удастся предотвратить будущие смертельно опасные вспышки болезни. Однако существует серьезная этическая озабоченность относительно того, необходимо ли воскрешение старых вирусов и принесет ли оно больше вреда, чем пользы.[11][65] Лучший способ противостоять таким угрозам - это координация с организациями, которые проводят вакцинацию. Повышение осведомленности и участия значительно снизит эффективность потенциальной эпидемии. Дополнением к этой мере будет мониторинг естественных водоемов в качестве основы для предотвращения нападения или вспышки. В целом обмен информацией между лабораториями и крупными организациями, такими как Глобальная сеть оповещения и реагирования (GOARN), может привести к раннему обнаружению и предотвращению вспышек.[59]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Шарма А.К., Дхасмана Н., Дубей Н., Кумар Н., Гангвал А., Гупта М., Сингх И. (март 2017 г.). «Факторы бактериальной вирулентности: секреты выживания». Индийский журнал микробиологии. 57 (1): 1–10. Дои:10.1007 / s12088-016-0625-1. ЧВК  5243249. PMID  28148975.
  2. ^ "Как патогены вызывают заболевания | Микробиология". course.lumenlearning.com. Получено 4 ноября 2019.
  3. ^ а б Ян Дж, Чен Л., Сун Л., Ю Дж, Джин Кью (январь 2008 г.). «Версия VFDB 2008: расширенный Интернет-ресурс по сравнительной патогеномике». Исследования нуклеиновых кислот. 36 (Проблема с базой данных): D539-42. Дои:10.1093 / нар / гкм951. ЧВК  2238871. PMID  17984080.
  4. ^ Гвинн М., Макканнелл Д., Армстронг Г.Л. (март 2019 г.). «Секвенирование нового поколения инфекционных патогенов». JAMA. 321 (9): 893–894. Дои:10.1001 / jama.2018.21669. ЧВК  6682455. PMID  30763433.
  5. ^ Угрозы, Форум микробов Института медицины (США) (2013 г.). Обзор мастерской. Национальная академия прессы (США). Получено 8 ноября 2019.
  6. ^ Экундайо TC, Око AI (2018). «Plesiomonas shigelloides, которые были сочтены неубедительными традиционными экспериментальными подходами». Границы микробиологии. 9: 3077. Дои:10.3389 / fmicb.2018.03077. ЧВК  6309461. PMID  30627119.
  7. ^ Угрозы, Форум микробов Института медицины (США) (2013 г.). Обзор мастерской. Национальная академия прессы (США). Получено 8 ноября 2019.
  8. ^ а б c Линч Т., Петкау А., Нокс Н., Грэм М., Ван Домселаар Г. (октябрь 2016 г.). "Праймер по бактериальной геномике инфекционных заболеваний". Обзоры клинической микробиологии. 29 (4): 881–913. Дои:10.1128 / CMR.00001-16. ЧВК  5010755. PMID  28590251.
  9. ^ а б c d е ж грамм час я j k Демут А., Аароновиц Ю., Бахманн Т. Т., Блюм-Олер Г., Бухризер С., Коваччи А. и др. (Май 2008 г.). «Патогеномика: обновленная повестка дня европейских исследований». Инфекция, генетика и эволюция. 8 (3): 386–93. Дои:10.1016 / j.meegid.2008.01.005. HDL:10033/30395. PMID  18321793.
  10. ^ Винацер Б.А., Хит Л.С., Альмори Х.М., Стулберг М.Дж., Лоу К., Ли С. (15 мая 2019 г.). «Проблемы кибербиобезопасности баз данных генома патогенов». Границы биоинженерии и биотехнологии. 7: 106. Дои:10.3389 / fbioe.2019.00106. ЧВК  6529814. PMID  31157218.
  11. ^ а б c Кайзер Дж (октябрь 2005 г.). «Вирусология. Воскресший вирус гриппа дает секреты смертельной пандемии 1918 года». Наука. 310 (5745): 28–9. Дои:10.1126 / science.310.5745.28. PMID  16210501. S2CID  26252589.
  12. ^ а б c d е ж грамм час я Паллен М.Дж., Рен Б.В. (октябрь 2007 г.). «Бактериальная патогеномика». Природа. 449 (7164): 835–42. Bibcode:2007Натура.449..835П. Дои:10.1038 / природа06248. PMID  17943120. S2CID  4313623.
  13. ^ а б Браунли Г.Г. (19 августа 2015 г.). "Фредерик Зангер CBE CH OM. 13 августа 1918 - 19 ноября 2013". Биографические воспоминания членов Королевского общества. 61: 437–466. Дои:10.1098 / rsbm.2015.0013.
  14. ^ а б c d Уилли Дж. М. (2020). Микробиология Прескотта. Нью-Йорк, Нью-Йорк: образование McGraw-Hill. С. 431–432. ISBN  9781260211887. OCLC  1039422993.
  15. ^ «Хронология: организмы, чей геном секвенирован». Ваш геном. 19 января 2015 г.. Получено 9 ноября 2019.
  16. ^ Fleischmann RD, Adams MD, White O, Clayton RA, Kirkness EF, Kerlavage AR и др. (Июль 1995 г.). «Полногеномное случайное секвенирование и сборка Haemophilus influenzae Rd». Наука. 269 (5223): 496–512. Bibcode:1995Научный ... 269..496F. Дои:10.1126 / science.7542800. PMID  7542800.
  17. ^ «Ключевые различия между секвенированием следующего поколения и секвенированием Сэнгера».
  18. ^ а б c d е ж грамм час Фрейзер-Лиггетт CM (декабрь 2005 г.). «Понимание биологии и эволюции на основе секвенирования микробного генома». Геномные исследования. 15 (12): 1603–10. Дои:10.1101 / гр.3724205. PMID  16339357.
  19. ^ Оуксон К.Ф., Вагнер Дж. М., Менденхолл М., Рорвассер А., Аткинсон-Данн Р. (сентябрь 2017 г.). «Биоинформатический анализ данных последовательности всего генома в лаборатории общественного здравоохранения». Возникающие инфекционные заболевания. 23 (9): 1441–1445. Дои:10.3201 / eid2309.170416. ЧВК  5572866. PMID  28820135.
  20. ^ а б Токарный станок W, Уильямс Дж, Манган М, Карольчик Д. (2008). «Ресурсы геномных данных: проблемы и перспективы». Природное образование. п. 2.
  21. ^ «VFDB: факторы вирулентности бактериальных патогенов». www.mgc.ac.cn. Получено 8 ноября 2019.
  22. ^ Раппуоли Р. (март 2001 г.). «Обратная вакцинология, основанный на геноме подход к разработке вакцины». Вакцина. 19 (17–19): 2688–91. Дои:10.1016 / S0264-410X (00) 00554-5. PMID  11257410.
  23. ^ «Генетический поток | генетика». Энциклопедия Британника. Получено 4 ноября 2019.
  24. ^ Гриффитс AJ, Миллер JH, Suzuki DT, Lewontin RC, Gelbart WM (2000). «Источники вариации». Введение в генетический анализ (7-е изд.). ISBN  978-0-7167-3771-1.
  25. ^ "Сравнительный бюллетень геномики". Genome.gov. Получено 13 ноября 2019.
  26. ^ а б c Hain T., Chatterjee SS, Ghai R, Kuenne CT, Billion A, Steinweg C, et al. (Ноябрь 2007 г.). «Патогеномика Listeria spp». Международный журнал медицинской микробиологии. 297 (7–8): 541–57. Дои:10.1016 / j.ijmm.2007.03.016. PMID  17482873.
  27. ^ а б Perna NT, Plunkett G, Burland V, Mau B, Glasner JD, Rose DJ и др. (Январь 2001 г.). «Последовательность генома энтерогеморрагической Escherichia coli O157: H7». Природа. 409 (6819): 529–33. Bibcode:2001Натура.409..529P. Дои:10.1038/35054089. PMID  11206551.
  28. ^ а б Коскиниеми С., Сан С., Берг О.Г., Андерссон Д.И. (июнь 2012 г.). «Потеря генов у бактерий, вызванная селекцией». PLOS Genetics. 8 (6): e1002787. Дои:10.1371 / journal.pgen.1002787. ЧВК  3386194. PMID  22761588.
  29. ^ а б c d е ж Бливен К.А., Маурелли А.Т. (декабрь 2012 г.). «Гены антивирулентности: понимание эволюции патогенов через потерю генов». Инфекция и иммунитет. 80 (12): 4061–70. Дои:10.1128 / iai.00740-12. ЧВК  3497401. PMID  23045475.
  30. ^ Уорд П.Н., Холден М.Т., Ли Дж. А., Леннард Н., Бигнелл А., Бэррон А. и др. (Январь 2009 г.). «Доказательства адаптации ниши в геноме крупного рогатого скота Streptococcus uberis». BMC Genomics. 10: 54. Дои:10.1186/1471-2164-10-54. ЧВК  2657157. PMID  19175920.
  31. ^ Паркхилл Дж., Дуган Дж., Джеймс К.Д., Томсон Н.Р., Пикард Д., Уэйн Дж. И др. (Октябрь 2001 г.). «Полная последовательность генома серовара Typhi CT18 Salmonella enterica с множественной лекарственной устойчивостью». Природа. 413 (6858): 848–52. Bibcode:2001Натура.413..848П. Дои:10.1038/35101607. PMID  11677608.
  32. ^ Boucher Y, Douady CJ, Papke RT, Walsh DA, Boudreau ME, Nesbø CL и др. (2003). «Боковой перенос генов и происхождение прокариотических групп». Ежегодный обзор генетики. 37: 283–328. Дои:10.1146 / annurev.genet.37.050503.084247. PMID  14616063.
  33. ^ Лима WC, Пакула AC, Варани AM, Ван Слейс MA, Menck CF (апрель 2008 г.). «Латерально перенесенные геномные островки у Xanthomonadales, связанные с патогенностью и первичным метаболизмом». Письма о микробиологии FEMS. 281 (1): 87–97. Дои:10.1111 / j.1574-6968.2008.01083.x. PMID  18318843.
  34. ^ Gill SR, Fouts DE, Archer GL, Mongodin EF, Deboy RT, Ravel J и др. (Апрель 2005 г.). «Понимание эволюции вирулентности и устойчивости на основе анализа полного генома раннего метициллин-устойчивого штамма Staphylococcus aureus и метициллин-устойчивого штамма Staphylococcus epidermidis, продуцирующего биопленку». Журнал бактериологии. 187 (7): 2426–38. Дои:10.1128 / JB.187.7.2426-2438.2005. ЧВК  1065214. PMID  15774886.
  35. ^ Bapteste E, Boucher Y (май 2008 г.). «Боковой перенос генов бросает вызов принципам микробной систематики». Тенденции в микробиологии. 16 (5): 200–7. Дои:10.1016 / j.tim.2008.02.005. PMID  18420414.
  36. ^ Хуанг Дж., Гогартен Дж. П. (июль 2006 г.). «Древний горизонтальный перенос генов может принести пользу филогенетической реконструкции». Тенденции в генетике. 22 (7): 361–6. Дои:10.1016 / j.tig.2006.05.004. PMID  16730850.
  37. ^ Мира А., Охман Х., Моран Н.А. (октябрь 2001 г.). «Делеционное смещение и эволюция бактериальных геномов». Тенденции в генетике. 17 (10): 589–96. Дои:10.1016 / S0168-9525 (01) 02447-7. PMID  11585665.
  38. ^ Parkhill J, Wren BW, Thomson NR, Titball RW, Holden MT, Prentice MB и др. (Октябрь 2001 г.). «Последовательность генома Yersinia pestis, возбудителя чумы». Природа. 413 (6855): 523–7. Bibcode:2001Натура.413..523П. Дои:10.1038/35097083. PMID  11586360.
  39. ^ Nierman WC, DeShazer D, Kim HS, Tettelin H, Nelson KE, Feldblyum T, et al. (Сентябрь 2004 г.). «Структурная гибкость в геноме Burkholderia mallei». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 101 (39): 14246–51. Bibcode:2004ПНАС..10114246Н. Дои:10.1073 / pnas.0403306101. ЧВК  521142. PMID  15377793.
  40. ^ Holden MT, Titball RW, Peacock SJ, Cerdeño-Tárraga AM, Atkins T., Crossman LC и др. (Сентябрь 2004 г.). «Геномная пластичность возбудителя мелиоидоза Burkholderia pseudomallei». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 101 (39): 14240–5. Дои:10.1073 / pnas.0403302101. ЧВК  521101. PMID  15377794.
  41. ^ а б «Что такое однонуклеотидный полиморфизм (SNP)?». Домашний справочник по генетике. Получено 8 ноября 2019.
  42. ^ а б c d е ж Tettelin H, Masignani V, Cieslewicz MJ, Donati C, Medini D, Ward NL и др. (Сентябрь 2005 г.). «Геномный анализ множественных патогенных изолятов Streptococcus agalactiae: значение для микробного» пангенома"". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 102 (39): 13950–5. Bibcode:2005ПНАС..10213950Т. Дои:10.1073 / pnas.0506758102. ЧВК  1216834. PMID  16172379.
  43. ^ Lapierre P, Gogarten JP (март 2009 г.). «Оценка размера бактериального пангенома». Тенденции в генетике. 25 (3): 107–10. Дои:10.1016 / j.tig.2008.12.004. PMID  19168257.
  44. ^ а б c Медини Д., Донати С., Теттелин Х., Масиньяни В., Раппуоли Р. (декабрь 2005 г.). «Пангеном микробов». Текущее мнение в области генетики и развития. 15 (6): 589–94. Дои:10.1016 / j.gde.2005.09.006. PMID  16185861.
  45. ^ Теттелин Х, Райли Д., Каттуто С., Медини Д. (октябрь 2008 г.). «Сравнительная геномика: бактериальный пангеном». Текущее мнение в микробиологии. 11 (5): 472–7. Дои:10.1016 / j.mib.2008.09.006. PMID  19086349.
  46. ^ а б Дженнари М., Гидини В., Кабурлотто Дж., Ллео М.М. (декабрь 2012 г.). «Гены вирулентности и островки патогенности в экологических штаммах Vibrio, непатогенных для человека». FEMS Microbiology Ecology. 82 (3): 563–73. Дои:10.1111 / j.1574-6941.2012.01427.x. PMID  22676367.
  47. ^ Лангиль М.Г., Бринкман Ф.С. (март 2009 г.). «IslandViewer: интегрированный интерфейс для вычислительной идентификации и визуализации геномных островов». Биоинформатика. 25 (5): 664–5. Дои:10.1093 / биоинформатика / btp030. ЧВК  2647836. PMID  19151094.
  48. ^ Гай Л. (октябрь 2006 г.). «Идентификация и характеристика патогенности и других геномных островов с использованием анализа основного состава». Будущая микробиология. 1 (3): 309–16. Дои:10.2217/17460913.1.3.309. PMID  17661643.
  49. ^ «Исследование микробных биопленок (PA-03-047)». NIH, Национальный институт сердца, легких и крови. 20 декабря 2002 г.
  50. ^ Валле Дж., Вергара-Иригарей М., Мерино Н., Пенадес Дж. Р., Ласа I (апрель 2007 г.). "sigmaB регулирует IS256-опосредованные фенотипические вариации биопленки Staphylococcus aureus". Журнал бактериологии. 189 (7): 2886–96. Дои:10.1128 / JB.01767-06. ЧВК  1855799. PMID  17277051.
  51. ^ Хогардт М., Хобот С., Шмольдт С., Хенке С., Бадер Л., Хеземанн Дж. (Январь 2007 г.). «Этапно-специфическая адаптация гипермутабельных изолятов Pseudomonas aeruginosa при хронической легочной инфекции у пациентов с муковисцидозом». Журнал инфекционных болезней. 195 (1): 70–80. Дои:10.1086/509821. PMID  17152010.
  52. ^ а б Cheng LW, Viala JP, Stuurman N, Wiedemann U, Vale RD, Portnoy DA (сентябрь 2005 г.). «Использование РНК-интерференции в клетках S2 Drosophila для идентификации путей хозяина, контролирующих компартментализацию внутриклеточного патогена». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 102 (38): 13646–51. Bibcode:2005PNAS..10213646C. Дои:10.1073 / pnas.0506461102. ЧВК  1224656. PMID  16157870.
  53. ^ Хаттори М., Тейлор Т.Д. (февраль 2009 г.). «Микробиом кишечника человека: новые рубежи биологии человека». ДНК исследования. 16 (1): 1–12. Дои:10.1093 / dnares / dsn033. ЧВК  2646358. PMID  19147530.
  54. ^ Хупер Л.В., Гордон Дж. И. (май 2001 г.). «Комменсальные отношения хозяина и бактерий в кишечнике». Наука. 292 (5519): 1115–8. Bibcode:2001Научный ... 292.1115H. Дои:10.1126 / science.1058709. PMID  11352068. S2CID  44645045.
  55. ^ Осима К., Тох Х., Огура Й., Сасамото Х., Морита Х., Парк С.Х. и др. (Декабрь 2008 г.). «Полная последовательность генома и сравнительный анализ комменсального штамма Escherichia coli дикого типа SE11, выделенного от здорового взрослого человека». ДНК исследования. 15 (6): 375–86. Дои:10.1093 / dnares / dsn026. ЧВК  2608844. PMID  18931093.
  56. ^ Зетендал Э.Г., Раджилич-Стоянович М., де Вос В.М. (ноябрь 2008 г.). «Высокопроизводительный анализ разнообразия и функциональности микробиоты желудочно-кишечного тракта». Кишечник. 57 (11): 1605–15. Дои:10.1136 / gut.2007.133603. PMID  18941009. S2CID  34347318.
  57. ^ Ахтман М., Морелли Дж., Чжу П., Вирт Т., Диль И., Кусечек Б. и др. (Декабрь 2004 г.). «Микроэволюция и история бациллы чумы, Yersinia pestis». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 101 (51): 17837–42. Bibcode:2004PNAS..10117837A. Дои:10.1073 / pnas.0408026101. ЧВК  535704. PMID  15598742.
  58. ^ Oyston PC, Dorrell N, Williams K, Li SR, Green M, Titball RW, Wren BW (июнь 2000 г.). «Регулятор ответа PhoP важен для выживания в условиях стресса, вызванного макрофагами, и вирулентности у Yersinia pestis». Инфекция и иммунитет. 68 (6): 3419–25. Дои:10.1128 / IAI.68.6.3419-3425.2000. ЧВК  97616. PMID  10816493.
  59. ^ а б c d Помпе С., Саймон Дж., Видеманн П.М., Таннер С. (июль 2005 г.). «Будущие тенденции и вызовы в патогеномике. Форсайт-исследование». EMBO отчеты. 6 (7): 600–5. Дои:10.1038 / sj.embor.7400472. ЧВК  1369123. PMID  15995675.
  60. ^ а б Sette A, Rappuoli R (октябрь 2010 г.). «Обратная вакцинология: разработка вакцин в эпоху геномики». Иммунитет. 33 (4): 530–41. Дои:10.1016 / j.immuni.2010.09.017. ЧВК  3320742. PMID  21029963.
  61. ^ а б Раппуоли Р. (октябрь 2000 г.). «Обратная вакцинология». Текущее мнение в микробиологии. 3 (5): 445–50. Дои:10.1016 / S1369-5274 (00) 00119-3. PMID  11050440.
  62. ^ Таубенбергер Дж. К., Рид А. Х., Лоуренс Р. М., Ван Р., Джин Дж., Фаннинг Т. Г. (октябрь 2005 г.). «Характеристика генов полимеразы вируса гриппа 1918 года». Природа. 437 (7060): 889–93. Bibcode:2005Натура 437..889Т. Дои:10.1038 / природа04230. PMID  16208372. S2CID  4405787.
  63. ^ Tumpey TM, Basler CF, Aguilar PV, Zeng H, Solórzano A, Swayne DE, et al. (Октябрь 2005 г.). «Характеристика реконструированного вируса пандемии испанского гриппа 1918 года». Наука. 310 (5745): 77–80. Bibcode:2005Наука ... 310 ... 77Т. CiteSeerX  10.1.1.418.9059. Дои:10.1126 / science.1119392. PMID  16210530. S2CID  14773861.
  64. ^ «Террористический проект)». Центр оборонной информации. 20 декабря 2002 г.
  65. ^ ван Акен Дж (январь 2007 г.). «Этика восстановления испанского гриппа: разумно ли воскресить смертельный вирус?». Наследственность. 98 (1): 1–2. Дои:10.1038 / sj.hdy.6800911. PMID  17035950. S2CID  32686445.