Tankewol foar jo besite oan Nature. De browserferzje dy't jo brûke hat beheinde stipe foar CSS. Foar de bêste ûnderfining riede wy jo oan om in nijere ferzje fan 'e browser te brûken (of de kompatibiliteitsmodus yn Internet Explorer út te skeakeljen). Tagelyk, om trochgeande stipe te garandearjen, sille wy siden sûnder stilen en JavaScript werjaan.
Genoomsekwinsjearring hat it fjild fan ûndersyk nei ynfeksjesykten nij libben ynblaasd, en hat sykte-epidemiology, patogenese, gasthear-patogeen-ynteraksjes en it evolúsjonêre proses dat oplein wurdt oan patogenen oan it ljocht brocht. It Mycobacterium tuberculosis-kompleks (MTBC) beskôget Mycobacterium bovis as ien fan syn adaptive leden by bisten dy't tuberkuloaze (TB) feroarsaakje by lânseigen sûchdieren, en is in typysk model fan baktearjele evolúsje. Lykas oare MTBC-leden wurdt oannommen dat Mycobacterium bovis in strikt kloonde, stadich evoluearjende patogeen is, en d'r is fansels gjin teken fan rekombinaasje of horizontale genoerdracht. Yn dit wurk tapasse wy ferlykjende genomika op in dataset fan in folsleine genoomsekwinsje (WGS) besteande út 70 kij M. fan ferskate stambeammen (Europa en Afrika) om ynsjoch te krijen yn 'e genetyske ferskaat fan kij M. Evolúsjonêre krêft. Trije ferskillende metoaden wurde brûkt om de tekens fan reorganisaasje te skatten. Wrâldwiid is in lyts oantal rekombinaasje-eveneminten identifisearre en befêstige troch twa ûnôfhinklike metoaden mei solide stipe. Nettsjinsteande, yn ferliking mei mutaasjes, hat rekombinaasje in swakker effekt op 'e ferskaat fan M. bovis (totale r/m = 0.037). It ferskil r/m gemiddelde dat krigen is yn it klonale kompleks fan Mycobacterium bovis yn ús dataset is yn oerienstimming mei it algemiene konsept dat de mjitte fan rekombinaasje sterk kin ferskille tusken de linen dy't tawiisd binne oan deselde taksonomyske soarte. Op basis fan dit wurk kin rekombinaasje yn Mycobacterium bovis net útsletten wurde, dus it moat it ûnderwerp wêze fan fierdere ynspanningen yn takomstich ferlykjend genomysk ûndersyk, wêryn WGS fan grutte datasets út ferskate epidemiologyske senario's oer de hiele wrâld krúsjaal is. In ekstra analyze waard doe útfierd op 'e lytsere Mycobacterium bovis dataset (n = 42) fan 'e multi-host TB-prevalinsje, en mear as 1.800 loci waarden identifisearre, wêrfan teminsten ien stam in single nucleotide polymorphisme (SNP) liet sjen. De measte (87,1%) lizze yn 'e kodearjende regio, en de wrâldwide ferhâlding fan net-synonyme feroarings (dN/dS) fan synonyme feroarings is mear as 1,5, wat oanjout dat positive seleksje in wichtige evolúsjonêre krêft is dy't útoefene wurdt op M. bovis. In heger persintaazje SNP's waard ûntdutsen yn genen ryk oan funksjonele kategoryen fan "lipidemetabolisme", "selwand en sellulêre prosessen", en "tuskenlizzende metabolisme en respiraasje", wat har potinsjeel yn 'e biology en evolúsje fan it belang fan Mycobacterium bovis oantoant. In nauwer besjen fan 'e genen yn' e MTBC-foarâlden dy't gefoelich binne foar horizontale genoerdracht en opnommen binne yn it 3R (DNA-reparaasje, replikaasje en rekombinaasje) systeem lit de wrâldwide gemiddelde negative wearde sjen fan Taijima's D-neutrale test, dy't oanjout op selektive scannen yn it ferline. De resinte knelpunt nei populaasje-útwreiding is noch altyd de wichtichste evolúsjonêre driuwende faktor foar de ferplichte patogeen Mycobacterium bovis om de gasthear te bestriden.
Mycobacterium tuberculosis-kompleks (MTBC) is ien fan 'e meast súksesfolle taxa fan baktearjele patogenen en in typysk gefal fan baktearjele evolúsje. De leden litte in ferrassend hege nukleotide-identiteit sjen op genomysk nivo (> 99%)1,2. Ferskillende MTBC-ekotypen kinne tuberkuloaze (TB) feroarsaakje, in ynfeksjeuze granulomateuze sykte, yn in breed skala oan gasthearsoarten, fan mikro-sûchdieren oant minsken3,4,5. Op it stuit omfettet it kompleks minsken [M. Tuberculosis (Mtb), Mycobacterium africanum] en oan bisten oanpaste patogenen (Mycobacterium bovis, Mycobacterium capitum, Mycobacterium pinnipedum, Mycobacterium microtobacter, Mycobacterium mongee, Mycobacterium miysani, Mycobacterium surika, "Bacillus chimpanzee" en "dassie")5,6. M. canettii (ek wol bekend as "Nodobacter glabrata") De gemiddelde nukleotide-identiteit mei de neamde mykobaktearjes is 98%, en ferlykjend genomysk wurk hat oantoand dat M. canettii en de rest fan MTBC koartlyn ôfwykt binne fan 'e mienskiplike foarfaar.7 Mei dit konsept yn gedachten neame guon auteurs M. canettii Lid fan MTBC 8.
MTBC wurdt systematysk beskreaun as in strikt klonaal kompleks, en syn populaasjestruktuer wurdt dúdlik regele troch fermindere ferskaat, knelpunten, selektyf scannen en genetyske drift9,10. Utgeande fan komplekse strikte klonale evolúsje, lykas ûntbrekkende polymorfismen, kin net weromset wurde troch rekombinaasje. Op basis fan dizze útgongspunt binne de opienfolgjende barrens fan 'e genomyske deleasje fan' e differinsjaalregio (RD) en TbD1 (Mtb-spesifike deleasje 1-regio) foarsteld as molekulêre markers fan MTBC-evolúsje2,5,11. Ferlykjende genomika en wurk oan folsleine genoomsekwinsjearring (WGS) stipet de ferdieling fan oan minsken oanpaste leden yn njoggen linen (Mycobacterium tuberculosis L1 oant L4, L7 en L8; en Mycobacterium africanum L5, L6 en L9), linen L2 oant L4 dielden de TbD1-regio2,11,12,13. Derneist wurdt foarsteld dat oan dieren oanpaste leden in mienskiplike foarâlder diele, dy't definiearre wurdt troch klade-spesifike deleasjes yn RD7, RD8, RD9 en RD102, 5 en 14.
Horizontale genoerdracht (HGT) en rekombinaasje-eveneminten wurde as seldsum beskôge en komme foar yn 'e foarâlden fan MTBC, ynstee fan 'e ferskillende skiednis fan it heule MTBC-lid15,16,17. Twa iere rapporten fan Hughes en meiwurkers (2002) en Gutacker en meiwurkers (2006) suggerearren dat rekombinaasje-eveneminten kinne helpe by it foarmjaan fan polymorfismen dy't spesifike loci markearje yn M. tuberculosis-stammen18,19. De redenen foar it dúdlike gebrek oan rekombinaasje yn MTBC binne: (1) it meganyske proses en ferlies fan fermogen fan HGT; (2) de seldsumheid fan HGT-eveneminten; (3) d'r is gjin kâns op rekombinaasje-eveneminten yn 'e MTBC-niche14,17. Koartlyn hawwe guon stúdzjes oer it hiele genoomsekwinsjearring (WGS) tapast op MTBC-stam 20 en Mycobacterium bovis 21 bewiis levere fan rekombinaasje, de earste dy't sjen lit dat MTBC-stammen faak lytse DNA-fragminen útwikselje, mar fanwegen beheinde fariaasje yn nukleotidensekwinsje wurde dizze eveneminten noch altyd net opmurken.
Mycobacterium bovis is it meast foarkommende MTBC-lid dat fûn wurdt út fee (benammen kij), hoewol it ek isolearre wurde kin út frijrinnende en omheinde wylde bisten4,22,23,24. M. bovis evoluearre ta fiif wichtige klonale kompleksen [Europeesk 1 (Eu1), Europeesk 2 (Eu2), Europeesk 3 (Eu3), Afrikaansk 1 (Af1) en Afrika 2 (Af2)], neffens it spoligotypingprofyl, spesifike deleasjes en iennukleotidepolymorfismen (SNP's)25, 26, 27, 28, 29 yn spesifike genen. Dizze klonale kompleksen demonstrearje de ferskate struktuer fan 'e Mycobacterium bovis-populaasje en syn assosjaasje mei geografyske regio's. Derneist ûntwurp it resinte WGS-wurk útfierd troch Zimpel en meiwurkers (2020) in fylogeny basearre op 'e SNP fan Mycobacterium bovis, mei mear as 1.900 genomen, wat oanjout dat d'r teminsten fjouwer ferskillende linen binne (neamd Lb1 oant Lb1 oant Lb4), se binne net folslein konsekwint mei it earder definieare klonale kompleks, hoewol geografyske spesifisiteit ek befêstige wurde kin30. Dizze auteurs fierden differinsjaalanalyse fan fylogeny en molekulêre datearring út, mar bestudearren gjin rekombinaasje30.
Earder wurk mei ferskate molekulêre techniken, lykas spoligotyping, MIRU-VNTR (mycobacterial interspersed repeat unit-variable tandem repeat number), en resinte SNP-typing hat in bepaald nivo fan genetyske ferskaat ûnder M. bovis-stammen oantoand 31,32,33, 34,35. De differinsjaasje fan genetyske fariaasje is in wichtich ark wurden yn 'e stúdzje fan sykte-epidemiology, wat nuttich is foar in yngeand begryp fan patogenese, virulinsje en sykte-oerdracht. De opkomst fan 'e WGS-metoade biedt de mooglikheid om de evolúsjonêre driuwende faktoaren te iepenbierjen dy't oplein wurde troch it Mycobacterium bovis-genoom yn it proses fan oanpassing en persistinsje oan ferskate gastheren en epidemiologyske senario's.
Yn dit wurk brûke wy ferlykjende genomyske analyze op ferskate Mycoplasma bovis-datasets (n=70), ynklusyf isolaten fan ferskate klonale kompleksen, om ynsjoch te krijen yn it evolúsjonêre proses fan Mycoplasma bovis, foaral om fylogenetyske relaasjes en rekombinaasje-eveneminten op te lossen. As oanfolling op dizze analyze waard in subdataset fan M. bovis-isolaten (n = 42) krigen út in goed karakterisearre gebiet mei meardere gasthear-tuberkuloaze yn Portugal 31,36 fierder ûndersocht om net-identiteit ôf te lieden. De lykwicht tusken de relative ferhâlding fan sense (dN) oant synonyme (dS) nukleotide-substituasjes, lykas de evolúsjonêre bydrage fan spesifike genomen neamd yn 'e literatuer, se binne 37,38 krigen troch MTBC-foarâlden fia HGT, en kodearje foar 3R (DNA-reparaasje, replikaasje en rekombinaasje) systeemgenkomponinten 39. Kies genen krigen fia HGT om't se âlde polymorfismen kinne fertsjintwurdigje, dus it wurdt ferwachte dat se in heger oandiel synonyme feroarings kinne befetsje. De genen dy't opnommen binne yn it 3R-systeem waarden selektearre om't earder wurk oan M. tuberculosis-stammen algemiene negative/suveringsseleksjes oanjûn dy't op dizze genen wurkje, en se kinne in wichtige rol spylje yn evolúsje 39. In oar doel fan dit wurk is om it bestean fan reorganisaasje-eveneminten ôf te lieden. Om dizze reden, sjoen it feit dat ús dataset út Portugal allinich de genomen fan Jeropeesk kloonkompleks 2 befettet en de stammen dy't it kloonkompleks net tawiisd hawwe, hawwe wy besletten om iepenbier beskikbere genoomgegevens op te nimmen om úteinlik in fertsjintwurdiger te krijen fan alle kloonkompleksen, en de robuustheid en breedte fan resultaten te ferbetterjen.
42 nij sekwinsjearre Mycoplasma bovis-genomen út it Portegeeske endemyske multi-host tuberkuloaze-sêne (details hjirûnder), earder karakterisearre út in epidemiologysk perspektyf36, steane sintraal yn dit wurk. Mei it each op it feit dat de dataset út Portugal allinich fertsjintwurdigers hat fan 'e Jeropeeske 2 kloonkompleksen en stammen sûnder oanwiisde kompleksen, binne iepenbier beskikbere gegevens oer it hiele genoomsekwinsjearring tafoege om de dataset út te wreidzjen dy't alle fertsjintwurdigers fan 'e M. bovis kloonkompleksen omfettet. Dêrom waarden trije gegevensboarnen foar it hiele genoomsekwinsjearring brûkt yn dit wurk: folsleine/konsept-genoomassemblage, maksimaal 10 scaffolds opslein yn NCBI (National Center for Biotechnology Information) (n = 15 isolaten); opslein yn SRA (It Illumina fastq-bestân fan it sekwinsjelêsargyf) fertsjintwurdiget de komplekse ferskaat fan M. bovis-klonen (n = 12 isolaten)30; en 42 nij sekwinsjearre genomen út Portugal. Mycobacterium bovis BCG (Bacille Calmette-Guerin) waard útsletten fan 'e NCBI-sykopdracht. M. bovis AF2122/97 wurdt meastentiids brûkt as referinsjegenoom dat opnommen wurde moat yn 'e dataset. Fanwegen de iepenbiere ûnbeskikberens fan 'e heule genoomsekwinsje fertsjintwurdige troch it African 1 kloonkompleks, en it lytse oantal genomen fan represintative stammen fan Af2 en Eu1, waarden de orizjinele sekwinsjegegevens levere troch SRA yn dizze gefallen brûkt. It wurk fan Zimpel en syn meiwurkers (2020) holp by it identifisearjen fan it genoom út it neamde kloonkompleks en holp by it selektearjen fan Mycobacterium bovis foar opname yn 'e dataset. Foar Eu3 wurdt mar ien type genoom beskreaun (Branger et al., 2020), dus it genoom dat wy opnimme is in aparte fertsjintwurdiger fan it Eu3-kompleks.
Wrâldwiid omfettet dizze dataset 70 kij M. bovis isolearre fan 8 gasthearsoarten, ferspraat yn 12 lannen fan 1985 oant 2016. 36 soarten wurde oantsjutten as Eu2, 7 soarten binne Eu1, 1 soarte is Eu3, 3 soarten binne Af1, 4 soarten binne Af2 en 19 binne net taskreaun oan in klonaal kompleks (details hjirûnder). De detaillearre ynformaasje (ynklusyf it tagongsnûmer) fan Mycobacterium bovis dy't yn dizze stúdzje brûkt is, wurdt werjûn yn Tabel 1 en Oanfoljende Tabel 1.
42 nij sekwinsjearre hiele genomen fan Mycobacterium bovis út 'e hotspots foar bistetuberkuloaze yn Portugal en ferspraat oer mear as 12 jier steane sintraal yn dizze stúdzje, om't potinsjele syktesystemen tusken wylde dieren en fee regelmjittich kontroleare binne 31,36 (Oanfoljende Fig. 1). Neffens folgjende prosedueres waarden dizze stammen isolearre fan fee (n = 14), reade herten (n = 16) en wylde bargen (n = 12) fan 2003 oant 2015: sammelje en behannelje bisten neffens de oanrikkemandearre protokolrjochtlinen. De weefselmonsters steane yn it OIE Terrestrial Animal Handbook en wurde ynintingd op Stonebrink en Löwenstein-Jensen pyruvaat fêst medium en floeiber medium. De kultueren wurde ynkubearre by 37 °C en de groei wurdt ien kear yn 'e wike kontrolearre foar teminsten 12 wiken. De koloanjes wurde direkt opslein yn in glyceroloplossing by -80ºC. Yn it Mycobacterium-selektive medium (Middlebrook 7H9, BD Diagnostics) waarden de orizjinele argyfmonsters troch ien in vitro-passaazje yn vitro laat om it DNA fan it WGS-programma te krijen. Hjirfoar waard de beferzen kultuerstamoplossing ferrike mei 5% natriumpyruvaat en 10% ADS (50 g albumine, 20 g glukoaze, 8,5 g natriumchloride yn 1 L wetter) op Middlebrook 7H9 by 37 °C Retrain. Nei 4 wiken groei waard it medium fernijd en waard de kultuer regelmjittich kontroleare oant groei waarnommen waard. De sellen waarden rispe troch sintrifugaasje, de pellet waard opnij suspendearre yn 500 µL fosfaatbufferde sâltwetter (PBS), 30 minuten ferwaarme by 99 °C, sintrifugearre, en de supernatant waard opslein by -20 °C oant WGS. Alle prosedueres wurde útfierd yn nivo 3 biofeiligensfoarsjennings.
De WGS paired-end genoombibleteek wurdt taret mei de unike yndeks fan elk DNA-monster, en brûkt Illumina MiSeq (2 × 250 pb) (40 samples) en HiSeq (2 × 150 pb) (twa isolaten) technology (Eurofins Genomics, Dútslân) foar sekwinsjearring. Brûk neffens de ynstruksjes fan 'e fabrikant de Illumina Genome Analyzer mei dûbele module-befestiging om it genomyske DNA te sekwinsjearjen, en brûk de Nextera XT DNA Library Prep Kit fan Illumina om de bibleteek te bouwen.
Rekken hâldend mei de gegevens dy't weromhelle binne út 'e SRA (n = 12), kin de identifikaasje fan it kloonkompleks brûkt wurde as de metadata fan 'e oerienkommende publikaasje 30, 41, 43. By it beskôgjen fan it folsleine genoom, útsein Mycobacterium bovis AF2122/97 en Mycobacterium bovis 3601, dy't erkende leden binne fan it klonale kompleks Eu1 en Eu3 25, 29, respektivelik, is it itselde as it folsleine genoom fan Mycobacterium tuberculosis H37Rv (NCBI-tagongsnûmer NC_000962.3). Genoomôfstimming wurdt útfierd mei MAFFT (multiple alignment program of amino acid or nucleotide sequence, ferzje 7.458) en parameter -addfragments48. Sykje dan nei de ôfwêzigens fan ferskate klonale kompleksen en/of de oanwêzigens fan SNP-funksjes.
De nij sekwinsjearre Mycobacterium bovis (n = 42) en de orizjinele lêzingen fan 'e gearstalde genoomkonsept (n = 3) bringe it kompleks yn oerienstimming mei it referinsjegenoom Mycobacterium tuberculosis H37Rv fia de vSNP-pipeline en de oanwêzigens fan 'e deleasje- en/of SNP-skaaimerken fan ferskate klonen. In sykaksje waard útfierd.
Sammelje ynformaasje út it ûntbrekken fan funksjes en/of de oanwêzigens/ôfwêzigens fan SNP en spoligotypingprofilen om genomyske gegevens ta te wizen oan it oerienkommende klonale kompleks. Foar de fjouwer konseptassemblages kin it spoligotypingprofyl net ôflaat wurde, dus se binne opnommen yn 'e groep "gjin kompleksiteit".
De bioinformatika-workflow dy't troch dit wurk folge wurdt, begjint mei de novo gearstalling en mapping nei in referinsjestrategy, mei it doel om rekombinaasje-eveneminten en spesifike genoompolymorfismen te ûndersiikjen. Figuer 1 jout in flowchart fan 'e folge stappen. Foar rekombinaasje-analyze wurde alle genomen brûkt om de robuustheid fan ynferinsjes en relatearre yndikatoaren te fergrutsjen.
Om flaters yn it generearjen fan genoomkonsensussekwinsjes te ferminderjen, hawwe wy earst de novo-assemblage krigen, en doe kearn meardere alignments. De Unicycler-pipeline is op it stuit beskikber op https://github.com/rrwick/Unicycler49 en wurdt brûkt om de novo-assemblage út te fieren fan 54 sekwinsjeare genomen (42 nij sekwinsjeare en 12 fastq-bestannen weromhelle fan SRA). Koartsein, foardat de assemblage fanôf it begjin útfierd waard, waard lêskwaliteitsanalyse útfierd yn FastQC ferzje 0.11.7 (https://github.com/s-andrews/FastQC), en Trimmomatic ferzje 0.36 (opsje "Adapters en oare ljochtspesifike sekwinsjes út lêzingen snije" en "Bases fan 'e ein fan' e lêzing snije, as leger as de drompelkwaliteit fan 20" wurde tapast) (http://www.usadellab.org/cms/?page=trimmomatic) 50. Dêrnei waard SPAdes optimizer49 brûkt foar genoomassemblage, en Pilon ferzje 1.1851 waard brûkt foar optimalisaasje nei de assemblage. In konservative brêgemodus waard selektearre om ferkearde gearstalling te foarkommen, en de k-mergrutte waard socht en selektearre tusken 20% en 95% fan 'e lêslingte. Folgje de SPAdes-rjochtlinen en beskôgje de lêsgrutte, wiskje contigs lytser as 300 bp, en fêstigje in djiptedekkingsgrins fan 20 lêzingen fan 52. Yn 'e de novo gearstallingsstrategy waarden genomyske regio's lykas de tige repetitive proline-glutamaat (PE) en proline-prolineglutamaat (PPE) paralogen net fuorthelle.
De kwaliteit fan 'e de novo-assemblage wurdt beoardiele fia de QUAST-pipeline (http://quast.sourceforge.net/quast.html), dy't de fernijing fan 'e contig en it M. bovis AF2122/97 referinsjegenoom (NCBI-tagongsnûmer LT708304.1) Mapping fasilitearret (sjoch Oanfoljende Tabel 1 foar kwaliteitsparameters).
Mei help fan 'e vSNP-pipeline (https://github.com/USDA-VS/vSNP) wurdt it FASTQ-bestân fan 'e nij sekwinsjearre M. bovis fan Illumina-sekwinsjearring fergelike mei it M. bovis AF2122/97 referinsjegenoom (LT708304.1)). Neffens de bêste praktykoanbefellings fan 'e Genome Analysis Toolkit (GATK) 53, 54, 55 wurde standert filterparameters of fariantmassaskoares tapast foar opnij kalibraasje. De resultaten wurde filtere mei de leechste SAMtools-massaskoare fan 150 en AC = 2. Brûk ek Kraken (http://ccb.jhu.edu/software/kraken/) om de lêzingen te kontrolearjen om fersmoarging út te sluten. De vSNP-pipeline dy't brûkt wurdt om yn ús wurk te mappen nei sekwinsjestrategyen ûndersiket in searje definieare SNP's en doelen, en slút ek mingde ynfeksjescenario's út. De lêzen genoomdekking is better as 99% (Oanfoljende tabel 1).
Om mappingfouten en ferkearde SNP's te foarkommen, filterje in fariant yn 'e folgjende gefallen út: (1) it wurdt stipe troch minder as 20 lêzingen, (2) it wurdt fûn mei in frekwinsje fan minder as 0.9, (3) it is yn teminsten ien stamme, mar teminsten binne d'r gatten yn in oare stamme. De yntegreare genomics viewer (IGV) ferzje 2.4.19 (http://software.broadinstitute.org/software/igv/)56 waard brûkt om SNP's en posysjes fisueel te ferifiearjen mei mapping- of ôfstimmingsproblemen. Om't de proline-glutamaat (PE) en proline-prolineglutamaat (PPE) genen tige duplisearre binne en diel útmeitsje fan in multi-genfamylje, wurde se maklik ferkeard begrepen troch Illumina-sekwinsje en mismapping, dus se hawwe de foarkar. De mykobakteriële bioinformatika-workflow ferwidere leden fan it tuberkulosekompleks by it brûken fan 'e strategy fan mapping nei sekwinsje om SNP's te befêstigjen. Dêrom hawwe wy PE/PPE-genen en indels út 'e analyze filtere.
Neffens Bovilist (http://genolist.pasteur.fr/BoviList/) binne alle SNP's ferdield yn funksjonele kategoryen. De SnpEff-pipeline (https://pcingola.github.io/SnpEff/) wurdt brûkt om SNP-gefolgen (synonyme of net-synonyme feroarings) ôf te lieden. In nije database fan it Mycobacterium bovis AF2122/97-genoom (LT708304.1) is oanmakke.
De mearfâldige ôfstimming fan it kearngenoom waard útfierd mei Parsnp v1.2, op it stuit beskikber op https://github.com/marbl/parsnp57, mei 69 folsleine genomen/konseptassemblages (mei opsje -c) en M. bovis AF2122/97 (LT708304.1) wurdt brûkt as referinsje. Fjouwer mearfâldige kearnôfstimmingen waarden útfierd: allinich de leden fan it Eu2-kloonkompleks (n = 37), ynklusyf alle leden fan it Jeropeeske kloonkompleks (n = 44), ynklusyf it ferbiningspunt fan it Jeropeeske en Afrikaanske kloonkompleks (n = 51), en omfetsje alle Mycobacterium bovis yn dizze stúdzje (n = 70).
De kearnalignment generearre troch Parsnp wurdt brûkt om de fylogenetyske beam mei maksimale likelihood (ML) ôf te lieden mei CIPRES Science Gateway v3.3 (http://www.phylo.org/)58 mei RAxML, en 1000 begeliede replikaasjes út te fieren.
Trije ferskillende algoritmen en bioinformatika-ark wurde brûkt om te kontrolearjen op de oanwêzigens fan rekombinaasje-eveneminten parallel: SplitsTree4-software, Gubbins (unbiased lineage through recombination in nukleotide sequences) pipeline, en RDP4 (rekombinaasjedeteksjeprogramma, ferzje beta 4.101) software.
De splitdekomposysjemetoade ymplementearre yn SplitsTree4 v4.15.1 (http://www.splitstree.org/)59 wurdt brûkt om it woartelleaze fylogenetyske netwurk te berekkenjen, mei help fan de Phi-test foar statistyske ferifikaasje, en de betsjuttingsdrompel is p = 0.05. De kearn multi-alignment-analyze fan Parsnp wurdt brûkt as ynfier, en de splitdekomposysje as in netwurkstandert wurdt realisearre.
Gubbins pipeline v2.3.1 (https://github.com/sanger-pathogens/gubbins60 rint mei standertparameters as in oare manier om de ynfloed fan rekombinaasje op Mycobacterium bovis te evaluearjen. It algoritme dat yn 'e pipeline ymplementearre is, rekonstruearret de relevante kloonlineage. De folsleine genoom/konseptassemblaazje fan ús dataset en it referinsjegenoom (bovine bovid AF2122/97, LT708304.1) binne ûnderling; en scannen de posysje fan 'e SNP op elke tûke fan' e beam om it SNP-kluster te detektearjen dat it rekombinaasjegebeurtenis fertsjintwurdiget. De nul fan 'e tûke. Nim oan dat der gjin rekombinaasjegebeurtenis is, wat betsjut dat de SNP's dy't op 'e tûke foarkomme, evenredich ferdield moatte wêze. De kearnmeardere ôfstimming fan Parsnp en de bêst skoarde ML-beam fan RAxML wurde brûkt as ynfierbestannen.
Uteinlik, om de reorganisaasjegebeurtenis te befêstigjen dy't suggerearre wurdt troch de Gubbins-pipeline, wurde de seis algoritmen dy't ymplementearre binne yn RDP467 (RDP61, GENECONV62, Bootscan63, Maxchi64, Chimaera65 en SiScan66) tapast op 'e kearnmeardere ôfstimming fan Parsnp ûnder standertynstellingen. Wy hawwe bepaald dat teminsten trije fan 'e algoritmen dy't ymplementearre binne yn RDP4 konsekwint in wichtich sinjaal moatte demonstrearje om elke rekombinaasjegebeurtenis te ferifiearjen.
Mei it each op it feit dat sawol Gubbins as RDP-software sykje nei rekombinaasjesignalen troch de meardere kearn-ôfstimmingen te kontrolearjen yn in finster fan maksimaal 500 bp, en te befêstigjen dat it opnimmen fan PE/PPE-genen tidens de novo-assemblage de fûne rekombinaasjesignalen net sil bemuoie, wurdt fierdere analyze dien troch homolineariteitskontrole fan 'e omkriten fan it gen dat de rekombinaasjegebeurtenis identifisearret. De synlineare kaart mei it folsleine genoom waard konstruearre mei MAUVE-multi-genome alignment (http://darlinglab.org/mauve/mauve.html) om lokale genoom-translokaasjes of ynversjes út te sluten. Derneist waard it heule genoom brûkt om homolineariteitsanalyze út te fieren op 'e aminosoersekwinsje fia de SyntTax-webserver (https://archaea.i2bc.paris-saclay.fr/SyntTax/).
In mear yngeande analyze fan 'e genoomdataset dy't krigen is fan it Portugeeske multi-host tuberculosis-systeem is om it polymorfisme te kontrolearjen fan 'e genen dy't yn 'e literatuer neamd binne. Dizze genen binne 37, 38 en it gen dat kodearret foar 3R, krigen troch de MTBC-foarâlden fia HGT (DNA-reparaasje, replikaasje en rekombinaasje) systeemkomponinten 39. Brûk ClustalX v2.1 (http://www.clustal.org/clustal2/) en brûk DnaSP v6.12.03 (http://www.ub.edu/dnasp/) om genferskaat en nukleotidenferskaat (π) en Tajima's D-neutrale testparameterynfier te berekkenjen.
In fylogenetyske beam mei maksimale likelihood (ML) basearre op 69 Mycoplasma bovis-isolaten en referinsjegenomen waard krigen (figuer 2A). Yn ferliking mei beammen basearre op ien gen of beammen basearre op meardere lokussen, makket dizze strategy it mooglik om krêftiger beammen te generearjen dy't de fariabiliteit fan it heule genoom net fange en dêrom in legere mooglikheid hawwe om ûnderskied te meitsjen tusken soarten 68,69. De topologyske struktuer fan 'e ML-beam is meastentiids yn oerienstimming mei de komplekse klassifikaasje fan klonen. It genoom fan Eu2 is klustere yn in tûke, en it genoom fan Af1 is ek byinoar klustere (figuer 2A). It resultaat is ek yn oerienstimming mei de bekende evolúsjonêre relaasje fan Mycobacterium bovis, dat wol sizze, der is in grut ferskil tusken it Eu1-lid en de groep dy't bestiet út alle oare klonale kompleksen en genomen, mar it klonale kompleks 30 is net spesifisearre. De lytse ynkonsistinsje tusken it klonale kompleks en de relaasje dy't waarnommen wurdt op 'e fylogenetyske beam kin ferklearre wurde troch it feit dat it klonale kompleks beskreaun wurdt op basis fan spesifike genomyske regio's, wylst de fylogenetyske beam basearre is op meardere ôfstimmingen fan kearngenomen dy't it heule genoom fertsjintwurdigje.
De fylogenetyske beam mei maksimale likelihood (GTR) wurdt konstruearre op basis fan 'e kearngenoomôfstimming fan it Mycobacterium bovis-genoom foar (A) en nei (B) ferwidering fan 'e rekombinaasjeplak. De tûkekleuren fertsjintwurdigje it kloonkompleks fan Mycobacterium bovis: Europa 1 is pears, Europa 2 is read, Europa 3 is blau, Afrika 1 is oranje, en Afrika 2 is grien. De beam is woartele en op skaal tekene, en de tûkelingte wurdt metten as ferfanging foar elke plak.
It Mycobacterium tuberculosis-kompleks wurdt omskreaun as klonaal evoluearre, en it measte bewiis dat yn 'e rin fan' e jierren sammele is, stipet it idee dat oanhâldende HGT- en rekombinaasje-eveneminten net sille foarkomme op it detektearbere nivo fan MTBC15,17,18.
Earder wurk hat oantoand dat der beheinde rekombinaasje wêze kin tusken MTBC-stammen20,21, wylst oaren der net yn slagge binne om mjitbere rekombinaasje-eveneminten te identifisearjen70,71. Besprek dit probleem opnij mei de fokus op Mycobacterium bovis, dat oars is as it foarige wurk dat allinich Mycobacterium tuberculosis beskôge 70,71; of beskôgje MTBC as gehiel, mei hast gjin M. bovis dy't 20 fertsjintwurdiget; of beskôgje allinich beheinde feefraksjes. De mycobacteria-dataset, yn dit wurk, binne d'r yn totaal 70 stammen, dy't alle klonale kompleksen fertsjintwurdigje, dy't brûkt wurde om te screenen op rekombinaasje. De dataset is skaal neffens fjouwer kumulative nivo's: (1) Eu2-leden, (2) alle leden fan Jeropeeske kloonkompleksen (d.w.s. Jeropa), (3) Jeropeesk en Afrikaansk kloonkompleks (Eu + Af) en (4) de heule datakolleksjes (ynklusyf genomen dy't net opnommen binne yn kloonkompleksen dy't al beskreaun binne).
Om dizze hypoteze fierder te bestudearjen, waard in split-decomposition network útfierd om de ôfwêzigens fan rekombinaasje-eveneminten tusken genomen te beoardieljen, om't dizze metoade de foarâlderlike relaasje tusken yndividuen kin visualisearje en tsjinstridige fylogenetyske sinjalen werjaan kin. Alle fjouwer datasets yn 'e analyze befêstigen it bestean fan lussen yn it netwurk (dat binne gebieten dy't net konvergearje yn ien beam), mar de Phi-test hat gjin statistyske stipe (Eu2, p = 0.0956; Europa, p = 0.1637; Eu + Af p = 0.2774; de heule dataset p = 0.2451), wat min bewiis leveret foar it bestean fan reorganisaasje-eveneminten (Ofbylding 3A-D).
Yn Europa 2 genomen (n = 37) (A), Europeeske genomen (n = 44) (B), Europeeske en Afrikaanske genomen (n = 51) (C) en de hiele dataset (n = 70) (D).
Nei dizze analyze, en rekken hâldend mei de sykliske observaasjes yn alle netwurken, waard it rekonstruksje-algoritme dat yn 'e Gubbins-pipeline ymplementearre wie tapast om de klonale lineage te rekonstruearjen en de skatting fan it effekt fan 'e rekombinaasje op it M. bovis-genoom oan te foljen. Lis it kumulative oantal rekombinaasje-eveneminten ôf, wêrfan de measten foarkamen yn terminale tûken (dat is, yn ien genoom) (Tabel 2). Dizze yndikatoaren litte de konsistinsje fan 'e heule dataset sjen en jouwe oan dat de frekwinsje fan rekombinaasje-eveneminten 200 oant 300 kear dy fan mutaasjes is. Sadree't de rho/theta-parameter dy't de relative tariven fan rekombinaasje en puntmutaasjes op 'e tûke fertsjintwurdiget, tusken 0.0037 en 0.0056 liket te wêzen (Tabel 3). Koartlyn hat it publisearre wurk fan 'e 38 M. bovis-stam in hegere rho/theta-wearde (rho/theta = 0.1) oantoand as dy krigen yn dizze dataset, mar it wurk fan Patané en kollega's brûkte referinsje-basearre gearstalling om rekombinaasjeparameters ôf te lieden. In proseduereel detail, fanwegen de gearstallingsproseduere, is assosjeare mei de oerfloed fan fertochte rekombinaasje-eveneminten yn 'e terminale tûke.
Folgjende fertsjintwurdiget de r/m-parameter de ferskaatferhâlding fan rekombinaasje en mutaasje-ynfiering, en de gemiddelde wearde leit tusken 0,025 en 0,037, wat oanjout dat rekombinaasje, yn ferliking mei mutaasjes, in legere totale ynfloed hat op 'e genetyske ferskaat fan M. bovis (Tabel 3). Foar in wiidweidige ferliking waard in ferlykbere metoade brûkt om de r/m-parameter te skatten foar de MTBC-dataset besteande út 23 genomen, mei in gemiddelde wearde fan 0,48620, wylst foar de 38 M. bovis-dataset fan Patané en kollega's de gemiddelde wearde 0,98 wie. Yn 'e earste stúdzje waarden mar twa fan' e 23 genomen opnommen yn it wurk fan M. bovis (M. bovis BCG en de referinsjestam), sadat de krigen wearde miskien fertekene is fanwegen de oerekspresje fan it M. tuberculosis-genoom. Yn it twadde rapport waarden de analysearre Mycobacterium bovis-populaasjes benammen weromfûn út 'e Feriene Steaten en feegastheren. Yn tsjinstelling, yn ús dataset wurde mear geografyske lokaasjes en gasthearsoarten fertsjintwurdige, en wurde genomen groepearre yn ferskate klonale kompleksen mei ferskillende populaasjegenetyske skaaimerken ek brûkt, wêrtroch in djippere en bredere populaasjekennis berikt wurdt. De ferskil r/m gemiddelde wearde dy't krigen is mei ús dataset is yn oerienstimming mei it konsept dat de mjitte fan rekombinaasje sterk ferskilt tusken de linen dy't tawiisd binne oan deselde taksonomyske soarte, dus dizze resultaten jouwe oan dat it M. bovis kloonkompleks rekombinaasjeferskillen kin sjen litte. De ynfloed is ek lykas suggerearre troch Didelot & Maiden72. Nettsjinsteande sil it signifikant útwreidzjen fan dizze dataset troch it opnimmen fan in grutter oantal M. bovis-genomen fierdere ferdúdliking fan dit punt mooglik meitsje. Sawol de r/m- as rho/theta-parameters litte fariaasje sjen tusken tûken, en dit resultaat is yn oerienstimming mei rapporten oer oare baktearjesoarten72,73.
Uteinlik, om de reorganisaasje-eveneminten te befêstigjen dy't identifisearre binne troch de Gubbins-pipeline, waarden seis ferskillende algoritmen brûkt yn 'e RDP4-software om ûnôfhinklik ferskate kearn multi-fergelikingen te testen. Wrâldwiid waarden minder as de helte fan 'e eveneminten identifisearre troch Gubbins befêstige troch RDP4 (Tabel 4 en 5). Mei it each op 'e heule dataset waarden trije rekombinaasje-eveneminten befêstige, twa mei ynterne knooppunten en de oare mei in inkele genoom yn in terminale tûke, wêrfoar klonale kompleksen net tawiisd wurde koene (Tabel 4 en 5). De identifikaasje fan eveneminten yn terminale tûken kin oanjaan dat de rekombinaasje noch oan 'e gong is yn hjoeddeiske M. bovis-stammen of dat it resultaat ferkeard pleatst is70. Yn dizze hypotetyske rekombinaasjeregio hawwe sawat 20% fan 'e posysjes ûndefiniearre nukleotiden (N), wat ynfloed hat op it rekombinaasjesignaal (Oanfoljende figuer 2). Derneist beynfloedet dizze regio it rrs-gen, dat kodearret foar it 16S ribosomale RNA dat nei ferwachting tige konservearre is, dus dit fertochte rekombinaasjesignaal kin it resultaat wêze fan sekwinsjefouten of ferkearde ôfstimming. Doe waard de folsleine genoomôfstimming tusken Mb0003 en Mycobacterium bovis AF2122/97 útfierd, en it bestean fan ûndefiniearre nukleotiden en SNP's waard befêstige, sadat de mooglike problemen yn ferbân mei de ferkearde ôfstimming net te tankjen wiene oan de biologyske ynformaasje dy't yn dit wurk ymplementearre is. Ferskynde nei it learen fan it programma.
Gjin gatten of ûndefiniearre nukleotiden waarden fûn yn 'e rekombinaasjeregio's fan 'e ynterne knooppunten (figueren 4 en 5). Oangeande dizze barrens befettet ien allinich it Eu2-genoom en beynfloedet it pks12-gen, dat kodearret foar in mooglike polyketidesynthase; wylst de oare registrearre is yn it Eu1-genoom en beynfloedet it narX-gen dat kodearret foar in mooglike nitraatreduktase (Tabel 4). Yn 't algemien lit de rekombinaasje-analyze sjen dat d'r in beheind oantal rekombinaasjefragminen is mei statistyske stipe, en de ôflaatte yndikatoaren jouwe oan dat de rekombinaasje in lege ynfloed hat op 'e M. bovis-ôfstamming. It rekombinaasjesignaal wurdt ferwachte leech te wêzen, mar it is wichtich om it wiere evolúsjesignaal te ûnderskieden fan 'e eftergrûnrûs, wat in útdagende taak is. Om it rûssignaal te ferminderjen dat yntrodusearre wurdt troch referinsje-basearre gearstalling en mismatchproblemen 70, 71, waarden al it oare útsein it folsleine genoom fanôf it begjin gearstald, en de gearstallingskwaliteit waard kontrolearre en garandearre troch QUAST-pipeline-analyze (Oanfoljende tabel 1). Derneist waarden in searje oanfoljende analyses útfierd om de robuustheid en krektens fan 'e algemiene enkête te garandearjen. Dêrom waard de sekwinsjekwaliteit fan narX- en pks12-genen evaluearre troch lêsmapping tsjin Mycobacterium bovis AF2122/97. De oanrikkemandearre SNP-posysje yn 'e rekombinaasjeregio waard befêstige troch de kritearia ta te passen dy't neamd binne yn 'e metoadeseksje (teminsten 20 lêzingen en in feroaringsfrekwinsje fan 0,9). It polymorfisme fan it narX-gen waard folslein befêstige yn 'e twa genomen (Mb1792361 en Mb7240415; 2,3%) en de genomen fan it pks12-genoom: Mb0891-, Mb1711-, Mb1789-, Mb1870-, Mb17046-, Mb1756- en Mb12-genen. Foar it genoom Mb2043 foldogge seis fan 'e acht posysjes lykwols net oan it kritearium foar lêsdjipte, om't de SNP stipe wurdt troch in maksimum fan 17 lêzingen, wat ûnder de fêststelde grinswearde fan 20 leit. Dêrom kin de rekombinaasje fan seis genomen (8,6%) op dizze genoomlokaasje befêstige wurde (figueren 4 en 5).
De detaillearre fisualisaasje fan 'e ôfstimming fan it rekombinaasjegebiet fan 'e Mycobacterium bovis-dataset beynfloedet it narX-gen dat kodearret foar in mooglike nitraatreduktase. Der waarden gjin gatten of ûndefiniearre nukleotiden fûn yn it rekombinaasjegebiet fan 'e ynterne knooppunten. Dizze spesifike barren is registrearre yn it Eu1-genoom. De sekwinsjekwaliteit fan it narX-gen waard evaluearre troch de lêzingen fan Mycobacterium bovis AF2122/97 yn kaart te bringen. Befêstigje de oanrikkemandearre SNP-lokaasje yn it rekombinaasjegebiet troch de kritearia ta te passen dy't neamd binne yn 'e metoadeseksje (teminsten 20 lêzingen en 0,9 feroaringsfrekwinsje). It polymorfisme fan it narX-gen waard folslein befêstige yn 'e genomen fan Mb1792361 en Mb7240415 (2,3%).
Detaillearre fisualisaasje fan 'e ôfstimming fan it rekombinaasjegebiet fan 'e Mycoplasma bovis-dataset dy't ynfloed hat op it pks12-gen. Gjin gatten of ûndefiniearre nukleotiden waarden fûn yn it rekombinaasjegebiet fan 'e ynterne knooppunten. Oangeande de barren dy't ynfloed hawwe op it pks12-gen dat kodearret foar mooglike polyketidesynthase, befettet it allinich it Eu2-genoom. De sekwinsjekwaliteit fan pks12 waard evaluearre troch de lêsmapping fan Mycobacterium bovis AF2122/97. Befêstigje de oanrikkemandearre SNP-lokaasje yn it rekombinaasjegebiet troch de kritearia ta te passen dy't neamd binne yn 'e metoadeseksje (op syn minst 20 lêzingen en 0,9 feroaringsfrekwinsje). De polymorfismen fan 'e genomen Mb0891, Mb1711, Mb1789, Mb1870, Mb1758, Mb2043 en Mb1960 binne folslein befêstige.
PE- en PPE-genen hawwe werhelle regio's dy't maklik ferkeard lêzen wurde kinne troch Illumina-sekwinsje en ferkearde mapping, sadat se meastentiids allinich wiske wurde út 'e bioinformatika-workflow fan M. tuberculosis-leden as de mapping-to-sequence-strategy brûkt wurdt. De ynferinsje fan rekombinaasje-eveneminten dy't yn dit wurk tapast wurde, is basearre op de novo-assemblage sûnder PE/PPE út te filterjen. Wy leauwe dat troch it ymplementearjen fan trije ferskillende komplementêre metoaden en algoritmen fia SplitsTree, Gubbins-pipeline en RDP4-software, de tapaste strategyen robúst binne foar it ferwurkjen en filterjen fan 'e reorganisearre regio's feroarsake troch flatersignalen. Om lykwols de ynterferinsje fan it PE/PPE-gen op 'e Gubbins- en RDP4-software út te sluten om SNP-klusters te identifisearjen, en dêrom de identifikaasje fan 'e rekombinaasjeregio's dy't foarsteld wurde om de narX- en pks12-genen te beynfloedzjen, waard de buert fan dizze genen ûndersocht (Oanfoljende Fig. 3-5). Yn M. bovis AF2122/97 wurdt it narX-gen skieden troch narK2 en Mb1764c, wylst pks12 omjûn wurdt troch Mb2075c en Mb2073c (Oanfoljende figuer 3-5). De kaart generearre mei de MAUVE synlinekaart fan it folsleine genoom jout ynformaasje oer behâld en werrangskikking fan gensekwinsje, en toant fjouwer kollineêre blokken, en gjin tekens fan genoomtranslokaasje of ynverzje. Derneist bewiisde de komplementaasje-analyze mei de aminosoersekwinsje de homology yn alle folsleine genomen, en waard gjin PE/PPE fûn yn 'e oanbuorjende regio's fan narX of pks12. Foar narX hat ien genoom (Mb0030) in legere synonymyskoare, om't it narX-gen identifisearre waard as twa fragminten (fragminten 1891 en 1890). Foar pks12 lieten Mb0030 en Mb003, fanwegen oerienkomsten, legere synlineariteitsskoares sjen, wylst pks12 identifisearre waard yn respektivelik twa en trije fragminten, dy't ferskillende domeinen fan it proteïne fertsjintwurdigen (Oanfoljende figuer 3-5). Rekken hâldend mei dizze ynformaasje, en Gubbins- en RDP4-software útfiere beide analyses, kontrolearje de kearnmeardere ôfstimming fan 'e maksimale 500 bp yn it finster, hawwe wy befêstige dat it PE/PPE-gen it rekombinaasjesignaal dat narX en pks12 beynfloedet net sil bemuoie.
Hoewol't de rekombinaasjesignalen dy't yn dizze dataset detektearre binne as residueel beskôge wurde kinne, is it wier dat rekombinaasje yn M. bovis net útsletten wurde kin, dus it moat ûnderwerp bliuwe fan fierdere analyze, wêryn't hiele genomen út ferskate epidemiologyske senario's sekwinsjearre wurde oant Wichtich.
It fergelykjen fan 'e ML fylogenetyske beammen dy't foar en nei rekombinaasjekorreksje krigen binne (figuer 2A, B) late net ta wichtige feroarings yn 'e ôflaatte fylogenetyske relaasje, en de M. bovis-stammen waarden yn deselde groep klustere.
Nei it yn kaart bringen fan 42 nij sekwinsjearre M. bovis-lêzingen mei it referinsjegenoom fan M. bovis AF2122/97, waard in SNP-ôfstimming mei 1816 polymorfe posysjes krigen. De measte SNP's (87,1%) lizze yn 'e kodearjende regio, en de troffen genen wurde karakterisearre neffens de funksjonele kategoryen werjûn yn Bovilist (figuer 6A, B). Rekken hâldend mei it totale oantal genen yn elke funksjonele kategory, lieten de genen yn 'e kategory "lipidemetabolisme" mear SNP's sjen, folge troch "selwand en selprosessen" en "tuskenlizzende metabolisme en respiraasje", wat oantoande dat se yn 'e evolúsje fan M. bovis binne.
Hiërargyske analyze fan 'e M. bovis-dataset út Portugal (n = 42). It totale oantal registrearre SNP's en troffen genen foar elke funksjonele kategory (A). It totale oantal synonyme en net-synonyme feroarings registrearre per funksjekategory (B).
Op wrâldwide skaal is de gemiddelde dN/dS-ferhâlding better as 1,5, wat oanjout dat de wrâldwide evolúsjonêre druk is om de foarâlderlike steat kwyt te reitsjen en in posityf (diversifisearre of rjochte) en/of ûntspannen suveringskarsenario fertsjintwurdiget. Yn 'e kategoryen "virulinsje, ûntgifting, oanpassing", "ynfoegingssekwinsjes en fagen", en "regulearjende aaiwiten" binne mear as twatredde fan 'e SNP's net-synonym (figuer 6B).
Yn alle kategoryen binne der genen mei meardere SNP's, wat resulteart yn in gemiddelde mutaasjesnelheid (dat is, de gemiddelde SNP per gen) grutter as 1 (Ofbylding 6A). Pks12 (Mb2074c) mei 15 SNP's en fas (Mb2553c) mei 8 SNP's hawwe hegere mutaasjewearden. Beide genen binne belutsen by fetsoermetabolisme. It pks-gen kodearret foar polyketidesynthase (PKS), in multifunksjoneel enzyme dat belutsen is by de lipidebiosynteze fan 'e mykobakteriële selwand74,75. Dit gen kodearret foar in multifunksjoneel polypeptide dat belutsen is by de synteze fan mykoketiden74,76. It fas-gen is belutsen by de synteze fan mycolsoer. Beide genen spylje in wichtige rol yn 'e biosynteze fan 'e selwand yn kontakt mei de gasthear.
Om de evolúsje fan Mycobacterium bovis fierder te bestudearjen, waarden twa sets spesifike genen analysearre. Earder publisearre wurken mei gebrûk fan sekwinsjekomposysje en fylogenetyske metoaden identifisearren genen dy't troch MTBC-foarâlden oernommen waarden fia HGT foar diversifikaasje37,38. Dizze genen binne neamd yn Oanfoljende Tabel 2. De SNP-ferdieling fan in totaal fan 77 genen dy't mooglik relatearre binne oan HGT waard analysearre, en 26 polymorfe plakken waarden identifisearre, wat yn 'e measte gefallen (78%) resultearre yn net-synonyme (NS) feroarings (Oanfoljende Tabel 2). Earder wurk oan it MTBC-genoom liet sjen dat de fertochte HGT-regio in hegere NS SNP-ferhâlding sjen lit yn ferliking mei de rest fan it genoom. As men tinkt dat dizze rekombinaasjeregio's oernommen waarden troch MTBC-foarâlden, en dêrom âlde polymorfismen oerrepresentearje, dan wurdt ferwachte dat it oanpart fan synonyme feroarings heger sil wêze, om't NS-substituasjes nei alle gedachten eliminearre wurde troch negative seleksje fanwegen aminosoerferoarings dy't de funksje fan it proteïne kinne feroarje. Dêrom jouwe ús resultaten oan dat de funksjonele gefolgen kinne komme út 'e ferfanging fan HGT-like genen, wat har belang foar weardefolle adaptive genetyske ferskaat wjerspegelet.
Parallel mei dizze analyze waarden de genen dy't kodearje foar de komponinten fan it 3R (DNA-reparaasje, replikaasje en rekombinaasje) systeem yngeand ûndersocht neffens de list dy't earder publisearre is troch dos Vultos en meiwurkers (2008)39. De útwikseling fan identike DNA-fragminen kin net direkt waarnommen wurde, hoewol it in faak proses wêze kin as nau besibbe baktearjes belutsen binne, lykas yn it gefal fan dizze dataset; derneist kin dit proses de kaai wêze foar DNA-reparaasjemetoaden72, dus in rol spylje yn homologe rekombinaasje. In totaal fan 26 polymorfe posysjes ferdield oer 54 genen waarden identifisearre (Oanfoljende tabel 3). Yn dizze set genen wiene NS-feroarings ferantwurdlik foar sawat 65% fan 'e gefolgen, wat oerienkomt mei eardere rapporten oer Mycobacterium tuberculosis-stammen.
Pleatsingstiid: 21 oktober 2021