Процесс, называемый споруляцией, который помогает опасной бактерии Clostridium difficile ( C.. Difficile ) выживать в неблагоприятных условиях и распространяться, регулируется эпигенетикой, факторами, которые влияют на экспрессию генов за пределами ДНК генетический код, сообщают исследователи из медицинской школы Икан на горе Синай. Это первое открытие, что эпигенетика регулирует споруляцию у любых бактерий. Их исследование, опубликованное 25 ноября ^th в Nature Microbiology открывает новое окно для разработки методов лечения этой разрушительной инфекции.

С. difficile ежегодно заражает почти полмиллиона человек, вызывая сильную диарею и убивая чуть менее 10 процентов людей старше 65 лет, которые заболели. Споры бактерий, которые распространяются через фекалии, чрезвычайно эластичны и могут выживать вне организма в течение недель или месяцев, заражая людей, которые контактируют с загрязненными поверхностями.

Поскольку инфекция настолько распространена и разрушительна, C. difficile геном был хорошо изучен, но Ганг Фанг, доктор философских наук, доцент кафедры генетики и геномных наук в Институте наук о данных и геномных технологиях Mount Sinai и старший автор исследования, говорит, что он и его коллеги выбрали другой подход в своих исследованиях. «Мы хотели изучить генетический код бактерий и посмотреть, какие химические модификации были внесены в геном», – сказал доктор Фанг. Хотя эти эпигенетические химические модификации, называемые метилированием, не изменяют последовательность гена, они могут изменять активность конкретного гена, делая его более или менее активным, что оказывает глубокое влияние на функцию организма.

Д-р. Команда Фанга впервые использовала секвенирование ДНК третьего поколения для картирования эпигенетических факторов у бактерий в 2012 году и начала изучать C. difficile эпигенетика в 2015 году. Сначала группа изолировала C. difficile из образцов кала 36 пациентов в отделении интенсивной терапии (ОИТ) в больнице Маунт Синай, которые были инфицированы им. Они проанализировали образцы и обнаружили один конкретный эпигенетический паттерн, который был высоко консервативным во всех образцах. Затем они проверили около 300 C. difficile геномы из GenBank, банка данных генетических последовательностей, находящегося в ведении Национальных институтов здравоохранения, и обнаружили, что все они имеют один и тот же ген, ответственный за эпигенетический паттерн, обнаруженный у пациентов в отделении интенсивной терапии.

Подозревая, что этот эпигенетический паттерн играл решающую роль в функционировании бактерий, команда доктора Фанга совместно с двумя дальнейшими исследованиями C. difficile споруляция и мыши, инфицированные C. difficile с лабораторией Эйми Шен, доктора философии, доцента молекулярной биологии и микробиологии в Медицинской школе Университета Тафтса и соавтора исследования, а также с лабораторией Риты Тамайо, доктора наук, доцента микробиологии и иммунология в университете Северной Каролины, Чапел-Хилл. В одном исследовании с мышами исследователи обнаружили, что когда они ингибировали ген, ответственный за эпигенетический паттерн, бактерии присутствовали в 100 раз меньше через 6 дней по сравнению с неизмененными бактериями.

Д-р. Фанг говорит, что результаты этих исследований подчеркивают важность эпигенетики в изучении бактерий и разработке лекарств для инфекции.

В дополнение к предложению нового эпигенетического понимания исследования C. Доктор Фанг надеется, что это исследование будет способствовать дальнейшим исследованиям эпигенетических характеристик бактерий

.

Это только начало нашего понимания эпигенетической регуляции у бактерий; Есть еще так много вопросов, которые еще предстоит ответить. Мы надеемся, что это захватывающее открытие будет способствовать дальнейшему междисциплинарному сотрудничеству для изучения эпигенетики бактерий и того, как мы можем использовать эти новые идеи для разработки спасательных методов лечения инфекции ».

Д-р. Ганг Фанг, старший автор исследования