[ad_1]

تصویر

تصویر: متیلاسیون DNA در حوزه اپی ژنتیک دلیل اصلی ایجاد مقاومت سریع آنتی بیوتیکی در باکتری سل است. چشم انداز بیشتر

اعتبار: SDSU

برای یک میکروب رشد کند که به ندرت تولید می کند ، مایکوباکتریوم سل، عامل بیماری زایی سل (سل) ، مدتهاست محققان را متحیر می کند که چقدر سریع مقاومت در برابر آنتی بیوتیک ها را طی چند هفته تا چند ماه ایجاد می کند.

محققان سل در دانشگاه ایالتی سن دیگو اکنون سرنخ اصلی این رمز و راز را کشف کرده اند: پاسخ ممکن است در حوزه اپی ژنتیک باشد ، نه در حوزه ژنتیکی ، جایی که اکثر دانشمندان تلاش خود را متمرکز کرده اند.

کشف آنها ممکن است به پیشبرد اهداف جدید تشخیصی ، درمانی و واکسن کمک کند.

اپی ژنتیک مطالعه تغییرات ارثی بیان ژن است که شامل تغییر متناظر در توالی پایه DNA نمی شود – به معنی تغییر در فنوتیپ ، اما بدون تغییر در ژنوتیپ. این تنها بر روی ساختار فیزیکی DNA تأثیر می گذارد ، از طریق فرایندی به نام متیلاسیون DNA ، که در آن یک “کلاه” شیمیایی به مولکول DNA اضافه می شود تا از بیان ژن های خاص جلوگیری یا تسهیل کند.

محققان SDSU پدیده واکنش سریع خود را “متیلاسیون موزاییک بین سلولی” توصیف می کنند ، فرایندی که در آن مایکوباکتریوم سل متنوع می شود و چندین زیرجمعیت ایجاد می کند ، هر کدام فنوتیپ خاص خود را دارند. در حالی که آنتی بیوتیک ها می توانند بسیاری از این زیرجمعیت های جهش یافته را از بین ببرند ، حداقل تعدادی زنده می مانند و مقاومت دارویی پیدا می کنند.

فرامرز والافار ، متخصص سل در گفت: “ما همچنین معتقدیم که این امر توضیح می دهد که چرا آزمایش های تشخیصی در برخی از بیماران شکست درمان را پیش بینی نمی کند و چرا برخی از بیماران ماهها بعد با بازگشت بیماری در وضعیت بسیار پایدارتر برمی گردند.” دانشکده بهداشت عمومی SDSU ، که ژنتیک و اپی ژنتیک بیماری های ریوی را مطالعه می کند. “این همچنین دلیل آن است که سی تی اسکن از ریه بسیاری از بیماران” بهبود یافته “ضایعاتی با فعالیت باکتریایی احتمالی نشان می دهد.

سل یکی از 10 علت اصلی مرگ و میر در سراسر جهان است. طبق اعلام سازمان بهداشت جهانی ، در سال 2019 ، 1.4 میلیون نفر کشته و حدود 10 میلیون نفر هر ساله از آن بیمار می شوند.

تیم والافار صدها نمونه از انواع باکتریایی مقاوم به دارو را از بیماران در هند ، چین ، فیلیپین و آفریقای جنوبی و همچنین در اروپا با همکاری محققان سل در سراسر جهان جمع آوری کرد.

مطالعه آنها در eLife در پایان ماه اکتبر. والافار و ساموئل مودلین دانشمند پروژه مطالعه اپی ژنتیک باکتری سل را در سال 2016 آغاز کردند و دانشجوی دکترای درک کنکل-گوتییرز در سال 2018 در آزمایشگاه پاتوژنز مقاومت دارویی و مقاومت دارویی به آنها پیوست. مدلین ، فارغ التحصیل SDSU ، و كانكل گوتیرز از مهارتها و دانشهایی كه در SDSU به دست آورده بودند برای انجام این تحقیق استفاده كردند – تجزیه و تحلیل داده ها و آماری ، مهارت های كدگذاری و دانش بیوانفورماتیک.

Concle-Gutierrez گفت: “ما برای دهه ها می دانیم كه اپی ژنتیك باكتریایی می تواند بیان برخی ژن ها را تحت تأثیر قرار دهد ، كه می تواند منجر به فنوتیپ های مختلف شود ، حتی اگر ژنوتیپ های مشابهی داشته باشند.” “ما شواهدی از این پدیده را در باکتری غده یافتیم.”

مقاومت آنتی بیوتیکی معمولاً در اثر جهش های ژنومی ایجاد می شود ، اما این باکتری یکی از چندین موردی است که از مکانیسم های جایگزین در حوزه اپی ژنتیک استفاده می کند تا سازگاری سریع را فراهم کند.

مدلین گفت: “ما دریافتیم كه برخی از آنها جهش هایی دارند كه منجر به متیلاسیون DNA متغیر می شود و این سویه ها از نظر تنوع در اپی ژنوم خود بسیار بیشتر هستند و بنابراین پتانسیل بیشتری برای مقاومت در برابر داروها دارند.”

محققان دریافتند که هیچ الگوی مشخصی وجود ندارد و متیلاسیون کاملا تصادفی است. آنها از تکنیک های مقایسه ای پیشرفته ژنومی و اپی ژنتیکی برای شناسایی تغییرات بین سلولهای یک کلنی از یک ایزوله به یک بیمار منفرد استفاده کردند – از جمله تغییرات کوچک که با این وجود بیان ژن را تحت تأثیر قرار می دهند. آنها توانستند این کار را انجام دهند زیرا به جای اینکه فرض کنند ژنوم مرجع دارای ساختار مشترکی است ، آنها هر ژنوم را از ابتدا بازسازی کرده و امضای اپی ژنتیکی آن را تجزیه و تحلیل کردند.

آنها اکنون روی آزمایش و تأیید ژنهای اصلی که با امضای متیلاسیون شناسایی کرده اند ، تمرکز خواهند کرد. قبل از استفاده از آنها برای تشخیص ، باید کارهای بیشتری انجام شود.

والافر گفت: “مقاومت زیادی در سل وجود دارد که از تشخیص مولکولی فعلی جلوگیری می کند و ما واقعاً نمی دانیم چرا. این مسئله مشکل ساز است.” “این مطالعه زمینه جدیدی ، ابزارهای جدید و رویکرد جدیدی را برای جستجوی مکانیسم های جایگزین ارائه می دهد. ما در حال دور شدن از دید کلاسیک تشخیص مولکولی و استفاده از رویکرد جدید و جامع در تجزیه و تحلیل باکتری ها هستیم.”

در استاندارد فعلی درمان از دو نوع آنتی بیوتیک استفاده می شود – باکتریواستاتیک ، که از تکثیر باکتری جلوگیری می کند اما باعث از بین رفتن آن نمی شود ، و باکتری کش که باعث از بین رفتن آن می شود.

مدلین گفت: “ما روش جدیدی برای تغییر یافتیم و اگر بتوانیم این مکانیسم تنوع را مهار کنیم ، می توانیم مقاومت کوتاه مدت اپی ژنتیکی را مهار کرده و باکتری ها را از بین ببریم قبل از اینکه جهش در ژنوم ایجاد شود و باعث ایجاد مقاومت ژنتیکی طولانی مدت شود.”

این ممکن است روشی باشد که برخی از جمعیت باکتریها از درمان زنده می مانند و بیمار را با مقاومت آنتی بیوتیکی یا بیش از حد ویروس بسیار بیشتر آلوده می کنند.

###

سردبیران و بازرسان مجله کشف خود را مهم می دانند و از محققان خواستند نام سه ژن را که برای آنها عملکردهای جدید توصیف می کنند تغییر دهند – MamC ، MamS ، MamS1. مقاله در جلد eLife مجله

تیم والافر دو حق ثبت اختراع موقت برای کشف آنها دریافت کرده است. بودجه این مطالعه توسط انستیتوی ملی آلرژی و بیماریهای عفونی (NIAID) تأمین شد.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.

[ad_2]

منبع: kolah-news.ir

ایندکسر