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北京基因组所等首次精准解析结核分枝杆菌复合群甲基化图谱

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-03-09浏览次数:1745

12 MTBC基因组信息和DNA甲基化信息图

结核病是世界上最常见的传染病之一。根据世界贸易组织2015年全球结核病年度报告,全球新发感染人数为960万,2014年死亡人数为150万,耐多药结核病(MDR)新增病例数为48万。中国有93万新发结核病感染病例,居世界第三位。它仍然是世界上第二大传染病。结核分枝杆菌复合体(MTBC)是导致结核病的罪魁祸首,其主要包括结核分枝杆菌,非洲分枝杆菌,牛分枝杆菌和田鼠。分枝杆菌microti。 MTBC成员的基因组序列相似性超过99%,但不同谱系在毒力和宿主上有很大差异。 DNA甲基化对于研究基因表达的时空特异性具有重要意义,因此已成为表观遗传学研究的热点。然而,由于第一个结核分枝杆菌基因组于1998年在Nature上发表,其全基因组甲基化图谱尚未揭示。

为了全面分析MTBC基因组甲基化图谱,中国科学院北京基因组研究所基因组学与信息重点实验室研究组陈飞,国家结核病临床实验室黄海荣研究组首都医科大学附属北京胸科医院选择了12个属于不同谱系的MTBCs(包括牛分枝杆菌,BCG,母牛分枝杆菌,结核分枝杆菌,6株临床结核分枝杆菌和1株结核分枝杆菌标准菌株H37Rv和H37Ra)Pacbio三代单分子实时测序(SRT)用于分析其全基因组甲基化组。鉴定了三种MTBC独特的m6A甲基化基序和相应的甲基转移酶基因 mamA,hsdM和mamB,并通过实验验证了上述酶的活性。通过比较基因组学研究,该研究还发现导致甲基化酶失活的基因突变或缺失。

上述研究小组通过深入研究Pacbio三代测序获得的数据,获得了MTBC的准确甲基化图谱,并发现细菌中也存在大量的“部分甲基化”。 “未甲基化的”位点表明细菌基因组DNA甲基化也可能具有复杂的调控机制,如真核DNA甲基化。进一步的深入研究表明,大多数未甲基化位点与转录因子结合区域一致,表明转录因子的存在可以保护这些区域免于甲基化。

该研究不仅揭示了MTBC的全基因组精确甲基化谱,还提出了一个假设,即DNA甲基化可能在MTBC中发挥明显的调节作用,为研究结核病病原体的表观表型特征提供了不同的形式。分析视角。此外,该研究还表明,Pacbio的三代测序平台具有准确表示核酸表观遗传修饰的巨大潜力,并为进一步探索核酸表观遗传修饰的精确调控机制提供了新的工具和思路。

研究结果于2015年12月在线发表在国际期刊“核酸研究”上。该研究由中国科学院百人计划,中国科学院重点部署项目和重大传染病防治重大项目资助。