Nature වෙත පිවිසීම ගැන ඔබට ස්තූතියි. ඔබ භාවිතා කරන බ්රව්සර් අනුවාදයේ CSS සඳහා සීමිත සහයක් ඇත. හොඳම අත්දැකීම සඳහා, ඔබ බ්රව්සරයේ නවතම අනුවාදයක් භාවිතා කරන ලෙස අපි නිර්දේශ කරමු (නැතහොත් Internet Explorer හි අනුකූලතා මාදිලිය අක්රිය කරන්න). ඒ සමඟම, අඛණ්ඩ සහාය සහතික කිරීම සඳහා, අපි විලාස සහ JavaScript නොමැතිව අඩවි ප්රදර්ශනය කරන්නෙමු.
ජානමය අනුක්රමණය බෝවන රෝග පර්යේෂණ ක්ෂේත්රය පුනර්ජීවනය කර ඇති අතර, රෝග වසංගත විද්යාව, ව්යාධිජනකය, ධාරක-රෝගකාරක අන්තර්ක්රියා සහ රෝග කාරක මත පනවා ඇති පරිණාමීය ක්රියාවලිය හෙළි කරයි. මයිකොබැක්ටීරියම් ක්ෂය රෝග සංකීර්ණය (MTBC) මයිකොබැක්ටීරියම් බෝවිස් එහි සත්ව අනුවර්තන සාමාජිකයන්ගෙන් එකක් ලෙස සලකන අතර එය භෞමික ක්ෂීරපායින් තුළ ක්ෂය රෝගය (TB) ඇති කරන අතර බැක්ටීරියා පරිණාමයේ සාමාන්ය ආකෘතියකි. අනෙකුත් MTBC සාමාජිකයින් මෙන්, මයිකොබැක්ටීරියම් බෝවිස් දැඩි ලෙස ක්ලෝන කරන ලද, සෙමින් පරිණාමය වන රෝග කාරකයක් ලෙස උපකල්පනය කර ඇති අතර, නැවත එකතු වීමේ හෝ තිරස් ජාන මාරු කිරීමේ කිසිදු සලකුණක් පැහැදිලිවම නොමැත. මෙම කාර්යයේදී, ගවයින්ගේ ජානමය විවිධත්වය පිළිබඳ අවබෝධයක් ලබා ගැනීම සඳහා විවිධ පෙළපත් (යුරෝපය සහ අප්රිකාව) වලින් ගවයින් 70 දෙනෙකුගෙන් සමන්විත සම්පූර්ණ ජෙනෝම අනුපිළිවෙල (WGS) දත්ත කට්ටලයකට අපි සංසන්දනාත්මක ජෙනෝමික්ස් යොදන්නෙමු. පරිණාමීය බලය. ප්රතිසංවිධානයේ සලකුණු ඇස්තමේන්තු කිරීම සඳහා විවිධ ක්රම තුනක් භාවිතා කරනු ලැබේ. ගෝලීය වශයෙන්, ස්ථිර සහාය ඇතිව ස්වාධීන ක්රම දෙකකින් නැවත එකතු කිරීමේ සිදුවීම් කුඩා සංඛ්යාවක් හඳුනාගෙන තහවුරු කර ඇත. කෙසේ වෙතත්, විකෘති හා සසඳන විට, නැවත එකතු කිරීම M. bovis හි විවිධත්වයට දුර්වල බලපෑමක් ඇති කරයි (සමස්ත r/m = 0.037). අපගේ දත්ත කට්ටලයේ Mycobacterium bovis හි ක්ලෝන සංකීර්ණයේ ලබාගත් r/m සාමාන්ය වෙනස, එකම වර්ගීකරණ විශේෂයට පවරා ඇති පෙළපත් අතර නැවත එකතු වීමේ මට්ටම බෙහෙවින් වෙනස් විය හැකි බවට වන සාමාන්ය සංකල්පයට අනුකූල වේ. මෙම කාර්යය මත පදනම්ව, Mycobacterium bovis හි නැවත එකතු කිරීම බැහැර කළ නොහැක, එබැවින් අනාගත සංසන්දනාත්මක ප්රවේණි විද්යා පර්යේෂණවල තවදුරටත් උත්සාහයන් සඳහා විෂය විය යුතු අතර, එහිදී ලොව පුරා විවිධ වසංගත රෝග අවස්ථා වලින් විශාල දත්ත කට්ටලවල WGS තීරණාත්මක වේ. බහු-ධාරක TB ව්යාප්තියෙන් කුඩා Mycobacterium bovis දත්ත කට්ටලය (n = 42) මත අතිරේක විශ්ලේෂණයක් සිදු කරන ලද අතර, ස්ථාන 1,800 කට වඩා හඳුනාගෙන ඇති අතර, ඉන් අවම වශයෙන් එක් වික්රියාවක් තනි නියුක්ලියෝටයිඩ බහුරූපතාවක් (SNP) පෙන්නුම් කළේය. බොහෝ (87.1%) කේතීකරණ කලාපයේ පිහිටා ඇති අතර, සමාන පද වෙනස්වීම්වල ගෝලීය අනුපාතය (dN/dS) 1.5 ඉක්මවයි, එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ ධනාත්මක තේරීම M. bovis මත ක්රියාත්මක වන වැදගත් පරිණාමීය බලයක් බවයි. "ලිපිඩ් පරිවෘත්තීය", "සෛල බිත්ති සහ සෛලීය ක්රියාවලීන්" සහ "අතරමැදි පරිවෘත්තීය සහ ශ්වසනය" යන ක්රියාකාරී කාණ්ඩවලින් පොහොසත් ජානවල SNPs හි ඉහළ ප්රතිශතයක් අනාවරණය වූ අතර, මයිකොබැක්ටීරියම් බෝවිස් වැදගත්කමේ ජීව විද්යාව හා පරිණාමය තුළ ඒවායේ විභවය හෙළි කරයි. තිරස් ජාන හුවමාරුවට නැඹුරු වන සහ 3R (DNA අලුත්වැඩියාව, ප්රතිනිර්මාණය සහ නැවත එකතු කිරීම) පද්ධතියට ඇතුළත් කර ඇති MTBC මුතුන් මිත්තන්ගේ ජාන දෙස සමීපව බැලීමෙන් ටයිජිමාගේ D උදාසීන පරීක්ෂණයේ ගෝලීය සාමාන්ය සෘණ අගය හෙළි වේ, එය අතීත වරණීය ස්කෑන් කිරීම පෙන්නුම් කරයි. ජනගහන ප්රසාරණයෙන් පසු මෑත කාලීන බාධකය තවමත් ධාරකයාට එරෙහිව සටන් කිරීමට අනිවාර්ය රෝග කාරකය වන Mycobacterium bovis සඳහා ප්රධාන පරිණාමීය ගාමක සාධකය වේ.
මයිකොබැක්ටීරියම් ක්ෂය රෝග සංකීර්ණය (MTBC) යනු බැක්ටීරියා රෝග කාරක වල වඩාත්ම සාර්ථක ටැක්සා වලින් එකක් වන අතර බැක්ටීරියා පරිණාමයේ සාමාන්ය අවස්ථාවකි. එහි සාමාජිකයින් ජෙනෝමික් මට්ටමින් (> 99%) 1,2 හි පුදුම සහගත ලෙස ඉහළ නියුක්ලියෝටයිඩ අනන්යතාවයක් පෙන්නුම් කරයි. විවිධ MTBC පරිසර වර්ග මගින් ක්ෂුද්ර ක්ෂීරපායින්ගේ සිට මිනිසුන් දක්වා පුළුල් පරාසයක ධාරක විශේෂවල බෝවන කැටිති රෝගයක් වන ක්ෂය රෝගය (TB) ඇති කළ හැකිය3,4,5. වර්තමානයේ, සංකීර්ණයට මිනිසුන් [M. ක්ෂය රෝගය (Mtb), Mycobacterium africanum] සහ සතුන්ට අනුවර්තනය වූ රෝග කාරක (Mycobacterium bovis, Mycobacterium capitum, Mycobacterium pinnipedum, Mycobacterium microtobacter, Mycobacterium mongee, Mycobacterium miysani, Mycobacterium surika, "Bacillus chimpanzee" සහ "dassie") 5,6 ඇතුළත් වේ. M. canettii ("Nodobacter glabrata" ලෙසද හැඳින්වේ) ඉහත සඳහන් කළ මයිකොබැක්ටීරියාව සමඟ සාමාන්ය නියුක්ලියෝටයිඩ අනන්යතාවය 98% ක් වන අතර, සංසන්දනාත්මක ප්රවේණික විද්යා කටයුතුවලින් පෙන්නුම් කර ඇත්තේ M. canettii සහ MTBC හි ඉතිරි කොටස් මෑතකදී පොදු මුතුන් මිත්තන්ගෙන් අපසරනය වී ඇති බවයි. 7 මෙම සංකල්පය සලකා බලන විට, සමහර කතුවරුන් M. canettii MTBC 8 හි සාමාජිකයෙකු ලෙස හඳුන්වයි.
MTBC ක්රමානුකූලව දැඩි ක්ලෝන සංකීර්ණයක් ලෙස විස්තර කර ඇති අතර, එහි ජනගහන ව්යුහය පැහැදිලිව පාලනය වන්නේ අඩු විවිධත්වය, බාධක, වරණීය ස්කෑනිං සහ ජානමය ප්ලාවිතය 9,10 මගිනි. අතුරුදහන් වූ බහුරූපතා වැනි සංකීර්ණ දැඩි ක්ලෝන පරිණාමය උපකල්පනය කරමින් නැවත එකතු කිරීමෙන් ප්රතිස්ථාපනය කළ නොහැක. මෙම පදනම මත පදනම්ව, අවකල කලාපයේ (RD) සහ TbD1 (Mtb නිශ්චිත මකාදැමීම 1 කලාපය) ජානමය මකාදැමීමේ අනුක්රමික සිදුවීම් MTBC පරිණාමයේ අණුක සලකුණු ලෙස යෝජනා කර ඇත2,5,11. සංසන්දනාත්මක ජෙනෝමික්ස් සහ සම්පූර්ණ ජෙනෝම අනුක්රමණය (WGS) කාර්යය මානව-අනුවර්තනය වූ සාමාජිකයින් පෙළපත් නවයකට බෙදීමට සහාය වේ (මයිකොබැක්ටීරියම් ක්ෂය රෝගය L1 සිට L4, L7 සහ L8; සහ මයිකොබැක්ටීරියම් අප්රිකානම් L5, L6 සහ L9), පෙළපත් L2 සිට L4 බෙදාගත් පෙළපත් TbD1 කලාපය 2,11,12,13 මකන්න. ඊට අමතරව, සතුන්ට අනුවර්තනය වූ සාමාජිකයින්ට පොදු මුතුන් මිත්තෙකු බෙදා ගැනීමට යෝජනා කර ඇති අතර, එය RD7, RD8, RD9 සහ RD102, 5 සහ 14 හි ක්ලේඩ්-විශේෂිත මකාදැමීම් මගින් අර්ථ දක්වා ඇත.
තිරස් ජාන හුවමාරුව (HGT) සහ නැවත එකතු කිරීමේ සිදුවීම් දුර්ලභ ලෙස සලකනු ලබන අතර MTBC හි මුතුන් මිත්තන් තුළ සිදු වේ, සමස්ත MTBC සාමාජිකයාගේ වෙනස් ඉතිහාසයට වඩා15,16,17. හියුස් සහ සහයෝගිතාකරුවන් (2002) සහ ගුටකර් සහ සහයෝගිතාකරුවන් (2006) විසින් කරන ලද මුල් වාර්තා දෙකක් යෝජනා කළේ M. ක්ෂය රෝග වික්රියා වල නිශ්චිත ස්ථාන සලකුණු කරන බහුරූපතා හැඩගැස්වීමට නැවත එකතු කිරීමේ සිදුවීම් උපකාරී විය හැකි බවයි18,19. MTBC හි නැවත එකතු කිරීමේ පැහැදිලි ඌනතාවයට හේතු වන්නේ: (1) HGT හි යාන්ත්රික ක්රියාවලිය සහ හැකියාව නැතිවීම; (2) HGT සිදුවීම්වල දුර්ලභත්වය; (3) MTBC නිකේතනයේ නැවත එකතු කිරීමේ සිදුවීම් සඳහා අවස්ථාවක් නොමැත14,17. මෑතකදී, MTBC වික්රියා 20 සහ මයිකොබැක්ටීරියම් බොවිස් 21 සඳහා යොදන ලද සමහර සම්පූර්ණ-ජාන අනුක්රමික (WGS) අධ්යයනයන් නැවත එකතු කිරීමේ සාක්ෂි සපයා ඇති අතර, MTBC වික්රියා බොහෝ විට කුඩා DNA කොටස් හුවමාරු කරන බව පෙන්නුම් කළ පළමු අවස්ථාව මෙය වන නමුත් සීමිත නියුක්ලියෝටයිඩ අනුක්රමික විචලනය හේතුවෙන්, මෙම සිදුවීම් තවමත් දක්නට නොලැබේ.
මයිකොබැක්ටීරියම් බෝවිස් යනු පශු සම්පත් (ප්රධාන වශයෙන් ගවයන්) ගෙන් බහුලවම සොයා ගන්නා ලද MTBC සාමාජිකයා වන අතර, එය නිදහස්-පරාස සහ වැට බැඳ ඇති වන සතුන්ගෙන් ද හුදකලා කළ හැකිය4,22,23,24. M. බෝවිස් ප්රධාන ක්ලෝන සංකීර්ණ පහකට පරිණාමය විය [යුරෝපීය 1 (Eu1), යුරෝපීය 2 (Eu2), යුරෝපීය 3 (Eu3), අප්රිකානු 1 (Af1) සහ අප්රිකාව 2 (Af2)], ස්පොලිගෝටයිපින් පැතිකඩ, නිශ්චිත මකාදැමීම් සහ තනි නියුක්ලියෝටයිඩ බහුරූපතා (SNPs) 25, 26, 27, 28, 29 අනුව නිශ්චිත ජානවල. මෙම ක්ලෝන සංකීර්ණ මයිකොබැක්ටීරියම් බෝවිස් ජනගහනයේ විවිධ ව්යුහය සහ භූගෝලීය කලාප සමඟ එහි සම්බන්ධතාවය පෙන්නුම් කරයි. මීට අමතරව, සිම්පල් සහ සහයෝගිතාකරුවන් විසින් සිදු කරන ලද මෑත කාලීන WGS කාර්යය (2020) මගින් මයිකොබැක්ටීරියම් බෝවිස් හි SNP මත පදනම් වූ ෆයිලොජෙනියක් නිර්මාණය කරන ලද අතර, ජෙනෝම 1,900 කට වඩා වැඩි ප්රමාණයක් ඇති අතර, එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ අවම වශයෙන් වෙනස් පෙළපත් හතරක් (Lb1 සිට Lb1 සිට Lb4 දක්වා නම් කර ඇති) ඇති බවයි, ඒවා කලින් අර්ථ දක්වා ඇති ක්ලෝන සංකීර්ණයට සම්පූර්ණයෙන්ම අනුකූල නොවන නමුත් භූගෝලීය නිශ්චිතතාව ද තහවුරු කළ හැකිය30. මෙම කතුවරුන් ෆයිලොජෙනි සහ අණුක කාල නිර්ණය පිළිබඳ අවකල විශ්ලේෂණයක් සිදු කළ නමුත් නැවත එකතු කිරීම අධ්යයනය කළේ නැත30.
ස්පොලිගොටයිපින්, MIRU-VNTR (මයිකොබැක්ටීරියල් අන්තර්ඡේදනය වූ පුනරාවර්තන ඒකක-විචල්ය ටැන්ඩම් පුනරාවර්තන අංකය) සහ මෑත කාලීන SNP ටයිප් කිරීම වැනි විවිධ අණුක ශිල්පීය ක්රම භාවිතා කරමින් කළ පෙර කාර්යයන් මගින් M. bovis වික්රියා 31,32,33, 34,35 අතර යම් මට්ටමක ජානමය විවිධත්වයක් අනාවරණය විය. ජානමය විචලනයේ අවකලනය රෝග වසංගත රෝග අධ්යයනයේ වැදගත් මෙවලමක් බවට පත්ව ඇති අතර එය රෝගකාරක, වෛරස් සහ රෝග සම්ප්රේෂණය පිළිබඳ ගැඹුරු අවබෝධයක් සඳහා උපකාරී වේ. WGS ක්රමයේ මතුවීම, විවිධ ධාරක සහ වසංගත රෝග අවස්ථා වලට අනුවර්තනය වීමේ සහ නොනැසී පැවතීමේ ක්රියාවලියේදී Mycobacterium bovis ජෙනෝමය විසින් පනවන ලද පරිණාමීය ගාමක සාධක හෙළි කිරීමට හැකියාව ලබා දෙයි.
මෙම කාර්යයේදී, අපි විවිධ ක්ලෝනල් සංකීර්ණ වලින් හුදකලා කිරීම් ඇතුළුව විවිධ මයිකොප්ලාස්මා බොවිස් දත්ත කට්ටල (n=70) පිළිබඳ සංසන්දනාත්මක ජෙනෝමික් විශ්ලේෂණයක් භාවිතා කරමු, විශේෂයෙන් ෆයිලොජෙනටික් සම්බන්ධතා සහ නැවත එකතු කිරීමේ සිදුවීම් විසඳීම සඳහා, මයිකොප්ලාස්මා බොවිස් හි පරිණාමීය ක්රියාවලිය පිළිබඳ අවබෝධයක් ලබා ගැනීමට. මෙම විශ්ලේෂණයට අතිරේකයක් ලෙස, පෘතුගාලයේ හොඳින් සංලක්ෂිත බහු-ධාරක ක්ෂය රෝග ප්රදේශයකින් ලබාගත් M. bovis හුදකලා (n=42) උප-දත්ත කට්ටලයක් 31,36 තවදුරටත් ගවේෂණය කරන ලදී. අනන්යතාවය නොවන බව අනුමාන කිරීමට ඉන්ද්රිය (dN) සමාන පද (dS) නියුක්ලියෝටයිඩ ආදේශකවලට සාපේක්ෂ අනුපාතය මෙන්ම සාහිත්යයේ සඳහන් නිශ්චිත ජෙනෝමවල පරිණාමීය දායකත්වය අතර සමතුලිතතාවය, ඒවා MTBC මුතුන් මිත්තන් විසින් HGT හරහා ලබා ගත් 37,38 වන අතර 3R (DNA අලුත්වැඩියාව, ප්රතිනිර්මාණය සහ නැවත එකතු කිරීම) පද්ධති ජාන සංරචක 39 සංකේතනය කරයි. HGT හරහා ලබාගත් ජාන තෝරන්න, මන්ද ඒවා පුරාණ බහුරූපතා නියෝජනය කළ හැකි බැවින්, ඒවායේ සමාන පද වෙනස්කම්වල වැඩි ප්රතිශතයක් අඩංගු විය හැකි යැයි අපේක්ෂා කෙරේ. 3R පද්ධතියට ඇතුළත් කර ඇති ජාන තෝරා ගනු ලැබුවේ M. ක්ෂය රෝග වික්රියා පිළිබඳ පෙර කාර්යයන් මෙම ජාන මත ක්රියා කරන සාමාන්ය සෘණ/පිරිසිදු කිරීමේ තේරීම් පෙන්නුම් කළ නිසා සහ ඒවා පරිණාමයේ වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කළ හැකි බැවිනි 39. මෙම කාර්යයේ තවත් ඉලක්කයක් වන්නේ ප්රතිසංවිධාන සිදුවීම්වල පැවැත්ම අනුමාන කිරීමයි. මේ හේතුව නිසා, පෘතුගාලයේ අපගේ දත්ත කට්ටලයේ යුරෝපීය ක්ලෝන සංකීර්ණයේ ජෙනෝම 2 සහ ක්ලෝන සංකීර්ණය පවරා නොමැති වික්රියා පමණක් අඩංගු බව සලකන විට, සියලුම ක්ලෝන සංකීර්ණවල නියෝජිතයෙකු අවසානයේ ලබා ගැනීම සඳහා සහ ප්රතිඵලවල ශක්තිමත් බව සහ පළල වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ප්රසිද්ධියේ ලබා ගත හැකි ජෙනෝම දත්ත ඇතුළත් කිරීමට අපි තීරණය කළෙමු.
පෘතුගීසි ආවේණික බහු-ධාරක ක්ෂය රෝග දර්ශනයෙන් (පහත විස්තර) අලුතින් අනුක්රමණය කරන ලද මයිකොප්ලාස්මා බොවිස් ජෙනෝම 42 ක්, කලින් වසංගත රෝග දෘෂ්ටිකෝණයකින් සංලක්ෂිත කර ඇත36, මෙම කාර්යයේ කේන්ද්රය වේ. පෘතුගාලයේ දත්ත කට්ටලයට යුරෝපීය 2 ක්ලෝන සංකීර්ණවල නියෝජිතයින් සහ නම් කරන ලද සංකීර්ණ නොමැතිව වික්රියා පමණක් ඇති බව සලකන විට, M. bovis ක්ලෝන සංකීර්ණවල සියලුම නියෝජිතයින් ඇතුළත් දත්ත කට්ටලය පුළුල් කිරීම සඳහා ප්රසිද්ධියේ ලබා ගත හැකි සම්පූර්ණ-ජාන අනුක්රමික දත්ත එකතු කර ඇත. එබැවින්, මෙම කාර්යයේදී සම්පූර්ණ-ජාන අනුක්රමික දත්ත මූලාශ්ර තුනක් භාවිතා කරන ලදී: සම්පූර්ණ/කෙටුම්පත් ජෙනෝම එකලස් කිරීම, NCBI (ජෛව තාක්ෂණ තොරතුරු සඳහා ජාතික මධ්යස්ථානය) තුළ ගබඩා කර ඇති ස්කැෆෝල්ඩ් 10 ක් දක්වා (n = 15 හුදකලා); SRA හි ගබඩා කර ඇත (අනුක්රමික කියවීමේ ලේඛනාගාරයේ ඉලුමිනා ෆාස්ට්ක් ගොනුව) M. bovis ක්ලෝනවල සංකීර්ණ විවිධත්වය නියෝජනය කරයි (n = 12 හුදකලා)30; සහ පෘතුගාලයෙන් අලුතින් අනුක්රමණය කරන ලද ජෙනෝම 42 ක්. Mycobacterium bovis BCG (Bacille Calmette-Guerin) NCBI සෙවුමෙන් බැහැර කරන ලදී. M. bovis AF2122/97 සාමාන්යයෙන් දත්ත කට්ටලයට ඇතුළත් කිරීම සඳහා යොමු ජෙනෝමයක් ලෙස භාවිතා කරයි. අප්රිකානු 1 ක්ලෝනකරණ සංකීර්ණය මගින් නිරූපණය වන සම්පූර්ණ ජෙනෝම අනුපිළිවෙල ප්රසිද්ධියේ ලබා ගත නොහැකි වීම සහ Af2 සහ Eu1 හි නියෝජිත වික්රියා වලින් ජෙනෝම කුඩා සංඛ්යාවක් තිබීම හේතුවෙන්, SRA විසින් සපයන ලද මුල් අනුක්රමික දත්ත මෙම අවස්ථා වලදී භාවිතා කරන ලදී. සිම්පල් සහ ඔහුගේ සහයෝගිතාකරුවන්ගේ (2020) කාර්යය ඉහත සඳහන් කළ ක්ලෝනකරණ සංකීර්ණයෙන් ජෙනෝමය හඳුනා ගැනීමට උපකාරී වූ අතර දත්ත කට්ටලයට ඇතුළත් කිරීම සඳහා මයිකොබැක්ටීරියම් බොවිස් තෝරා ගැනීමට උපකාරී විය. Eu3 සඳහා, එක් ජෙනෝම වර්ගයක් පමණක් විස්තර කර ඇත (Branger et al., 2020), එබැවින් අප ඇතුළත් කරන ජෙනෝමය Eu3 සංකීර්ණයේ වෙනම නියෝජිතයෙකි.
ගෝලීය වශයෙන්, මෙම දත්ත කට්ටලයට 1985 සිට 2016 දක්වා රටවල් 12 ක බෙදා හරින ලද, සත්කාරක විශේෂ 8 කින් හුදකලා වූ ගව M. bovis 70 ක් ඇතුළත් වේ. විශේෂ 36 ක් Eu2 ලෙස නම් කර ඇත, විශේෂ 7 ක් Eu1 වේ, විශේෂ 1 ක් Eu3 වේ, විශේෂ 3 ක් Af1 වේ, විශේෂ 4 ක් Af2 වන අතර 19 ක් කිසිදු ක්ලෝන සංකීර්ණයකට ආරෝපණය කළ නොහැක (පහත විස්තර). මෙම අධ්යයනයේ භාවිතා කරන ලද Mycobacterium bovis හි සවිස්තරාත්මක තොරතුරු (ප්රවේශ අංකය ඇතුළුව) වගුව 1 සහ අතිරේක වගුව 1 හි දක්වා ඇත.
පෘතුගාලයේ සත්ව ක්ෂය රෝග මර්දන ස්ථාන වලින් වසර 12 කට වැඩි කාලයක් තිස්සේ බෙදා හරින ලද මයිකොබැක්ටීරියම් බෝවිස් හි අලුතින් අනුපිළිවෙලට සකස් කරන ලද සම්පූර්ණ ජෙනෝම 42 ක් මෙම අධ්යයනයේ කේන්ද්රස්ථානය වේ, මන්ද විභව වනජීවී-පශු සම්පත් රෝග පද්ධති නිතිපතා නිරීක්ෂණය කර ඇති බැවිනි 31,36 (පරිපූරක රූපය 1). පසුකාලීන ක්රියා පටිපාටිවලට අනුව, මෙම වික්රියා 2003 සිට 2015 දක්වා ගවයින් (n = 14), රතු මුවන් (n = 16) සහ වල් ඌරන් (n = 12) ගෙන් හුදකලා කරන ලදී: නිර්දේශිත ප්රොටෝකෝල මාර්ගෝපදේශයන්ට අනුකූලව සතුන් එකතු කර හැසිරවීම. පටක සාම්පල OIE භෞමික සත්ව අත්පොතෙහි ඇති අතර ඒවා ස්ටෝන්බ්රින්ක් සහ ලොවෙන්ස්ටයින්-ජෙන්සන් පයිරුවේට් ඝන මාධ්ය සහ ද්රව මාධ්ය මත එන්නත් කරනු ලැබේ. සංස්කෘතීන් 37 °C දී පුර්ව ලියාපදිංචි තක්සේරු කර ඇති අතර වර්ධනය සතියකට වරක් අවම වශයෙන් සති 12 ක් සඳහා පරීක්ෂා කරනු ලැබේ. ජනපද සෘජුවම -80ºC දී ග්ලිසරෝල් ද්රාවණයක ගබඩා කර ඇත. මයිකොබැක්ටීරියම් වරණීය මාධ්යයේ (මිඩ්ල්බෲක් 7H9, BD රෝග විනිශ්චය), මුල් සංරක්ෂිත සාම්පල WGS වැඩසටහනේ DNA ලබා ගැනීම සඳහා තනි ඉන් විට්රෝ ඡේදයක් හරහා යවන ලදී. මේ සඳහා, ශීත කළ සංස්කෘතික තොග ද්රාවණය මිඩ්ල්බෲක් 7H9 හි 37°C නැවත පුහුණුවීමේදී 5% සෝඩියම් පයිරුවේට් සහ 10% ADS (ඇල්බියුමින් ග්රෑම් 50, ග්ලූකෝස් ග්රෑම් 20, ජලය ලීටර් 1 ක සෝඩියම් ක්ලෝරයිඩ් ග්රෑම් 8.5) සමඟ පොහොසත් කරන ලදී. සති 4 ක වර්ධනයකින් පසු, මාධ්යය අලුත් කරන ලද අතර වර්ධනය නිරීක්ෂණය වන තෙක් සංස්කෘතිය නිතිපතා නිරීක්ෂණය කරන ලදී. සෛල කේන්ද්රාපසාරීකරණයෙන් අස්වනු නෙලන ලද අතර, පෙති 500 µL පොස්පේට් බෆර් කළ සේලයින් (PBS) තුළ නැවත සකස් කරන ලද අතර, 99 °C දී විනාඩි 30 ක් රත් කර, කේන්ද්රාපසාරී කර, සුපිරි ද්රව්යය -20 °C දී WGS දක්වා ගබඩා කරන ලදී. සියලුම ක්රියා පටිපාටි 3 මට්ටමේ ජෛව ආරක්ෂණ පහසුකම් තුළ සිදු කෙරේ.
WGS යුගල-අන්ත ජෙනෝම පුස්තකාලය එක් එක් DNA සාම්පලයේ අනන්ය දර්ශකය භාවිතයෙන් සකස් කර ඇති අතර, අනුක්රමණය සඳහා ඉලුමිනා මිසෙක් (2 × 250 pb) (සාම්පල 40) සහ හයිසෙක් (2 × 150 pb) (හුදකලා දෙකක්) තාක්ෂණය (යුරෝෆින්ස් ජෙනොමික්ස්, ජර්මනිය) භාවිතා කරයි. නිෂ්පාදකයාගේ උපදෙස් අනුව, ජෙනෝමික DNA අනුපිළිවෙලට ද්විත්ව-අවසන් මොඩියුල ඇමුණුමක් සහිත ඉලුමිනා ජෙනෝම විශ්ලේෂකය භාවිතා කරන්න, සහ පුස්තකාලය තැනීම සඳහා ඉලුමිනා වෙතින් නෙක්ස්ටෙරා XT DNA පුස්තකාල සූදානම් කිරීමේ කට්ටලය භාවිතා කරන්න.
SRA (n = 12) වෙතින් ලබාගත් දත්ත සැලකිල්ලට ගනිමින්, ක්ලෝන සංකීර්ණය හඳුනා ගැනීම අනුරූප ප්රකාශනයේ 30, 41, 43 හි පාර-දත්ත ලෙස භාවිතා කළ හැකිය. Eu1 සහ Eu3 ක්ලෝන සංකීර්ණයේ 25, 29 හි පිළිගත් සාමාජිකයින් වන Mycobacterium bovis AF2122/97 සහ Mycobacterium bovis 3601 හැර, සම්පූර්ණ ජෙනෝමය සලකා බැලීමේදී, එය Mycobacterium tuberculosis H37Rv (NCBI ප්රවේශ අංකය NC_000962.3) හි සම්පූර්ණ ජෙනෝමය හා සමාන වේ. MAFFT (ඇමයිනෝ අම්ලයේ හෝ නියුක්ලියෝටයිඩ අනුපිළිවෙලෙහි බහු පෙළගැස්මේ වැඩසටහන, අනුවාදය 7.458) සහ පරාමිතිය -addfragments48 භාවිතයෙන් ජෙනෝම පෙළගැස්ම සිදු කෙරේ. ඉන්පසු, විවිධ ක්ලෝන සංකීර්ණ නොමැති වීම සහ/හෝ SNP විශේෂාංග තිබීම සොයන්න.
අලුතින් අනුපිළිවෙලට සකස් කරන ලද Mycobacterium bovis (n = 42) සහ එකලස් කරන ලද ජෙනෝම කෙටුම්පතේ මුල් කියවීම් (n = 3) vSNP නල මාර්ගය හරහා සහ විවිධ ක්ලෝනවල මකාදැමීමේ සහ/හෝ SNP ලක්ෂණ පැවතීම හරහා යොමු ජෙනෝමය Mycobacterium tuberculosis H37Rv සමඟ සංකීර්ණය පෙළගස්වයි. සෙවීමක් සිදු කරන ලදී.
අනුරූප ක්ලෝනල් සංකීර්ණයට ජෙනෝමික් දත්ත පැවරීම සඳහා විශේෂාංග නොමැතිකම සහ/හෝ SNP සහ ස්පොලිගෝටයිපින් පැතිකඩවල පැවැත්ම/නොපැවතීම පිළිබඳ තොරතුරු රැස් කරන්න. කෙටුම්පත් එකලස් කිරීම් හතර සඳහා, ස්පොලිගෝටයිපින් පැතිකඩ අනුමාන කළ නොහැක, එබැවින් ඒවා "සංකීර්ණතාවයක් නැත" කාණ්ඩයට ඇතුළත් කර ඇත.
මෙම කාර්යය අනුගමනය කරන ජෛව තොරතුරු කාර්ය ප්රවාහය, නැවත එකතු කිරීමේ සිදුවීම් සහ නිශ්චිත ජෙනෝම බහුරූපතා ගවේෂණය කිරීමේ අරමුණින්, නව එකලස් කිරීම සහ සිතියම්ගත කිරීමේ සිට යොමු උපාය මාර්ගයක් දක්වා ආරම්භ වේ. රූපය 1 අනුගමනය කරන ලද පියවරවල ගැලීම් සටහනක් සපයයි. නැවත එකතු කිරීමේ විශ්ලේෂණය සඳහා, අනුමාන සහ අදාළ දර්ශකවල ශක්තිමත් බව වැඩි කිරීමට සියලුම ජෙනෝම භාවිතා වේ.
ජෙනෝම සම්මුති අනුපිළිවෙලවල් උත්පාදනය කිරීමේදී දෝෂ අඩු කිරීම සඳහා, අපි මුලින්ම ඩි නවෝ එකලස් කිරීම ලබා ගත් අතර, පසුව මූලික බහු පෙළගැස්ම ලබා ගත්තෙමු. යුනිසයික්ලර් නල මාර්ගය දැනට https://github.com/rrwick/Unicycler49 හි ඇති අතර එය අනුක්රමික ජෙනෝම 54 ක ඩි නවෝ එකලස් කිරීම සිදු කිරීමට භාවිතා කරයි (අලුතින් අනුපිළිවෙලට සකස් කරන ලද 42 ක් සහ SRA වෙතින් නැවත ලබාගත් fastq ගොනු 12 ක්). කෙටියෙන් කිවහොත්, මුල සිට එකලස් කිරීමට පෙර, FastQC අනුවාදය 0.11.7 (https://github.com/s-andrews/FastQC) සහ Trimmomatic අනුවාදය 0.36 ("කියවීම් වලින් ඇඩැප්ටර සහ අනෙකුත් ආලෝකකරණ-විශේෂිත අනුපිළිවෙලවල් කැපීම" සහ "කියවීමේ අවසානයේ සිට පාදම කපා දමන්න, 20 හි එළිපත්ත ගුණාත්මක භාවයට වඩා අඩු නම්") හි කියවීමේ ගුණාත්මක විශ්ලේෂණය සිදු කරන ලදී (http://www.usadellab.org/cms/?page= trimmomatic) 50. ඉන්පසු, ජෙනෝම එකලස් කිරීම සඳහා SPAdes optimiser49 භාවිතා කරන ලද අතර, පසු-එකලස් කිරීමේ ප්රශස්තිකරණය සඳහා Pilon අනුවාදය 1.1851 භාවිතා කරන ලදී. වැරදි එකලස් කිරීම වළක්වා ගැනීම සඳහා ගතානුගතික පාලම් මාදිලියක් තෝරා ගන්නා ලද අතර, k-mer ප්රමාණය සෙවුම් කර කියවීමේ දිගින් 20% ත් 95% ත් අතර ප්රමාණයක් තෝරා ගන්නා ලදී. SPAdes මාර්ගෝපදේශ අනුගමනය කර කියවීමේ ප්රමාණය සලකා බලන්න, 300 bp ට වඩා කුඩා කොන්ටිග් මකා දමන්න, සහ 52 ක කියවීමේ ගැඹුර 20 ක ආවරණ කඩඉමක් ස්ථාපිත කරන්න. ඩි නවෝ එකලස් කිරීමේ උපාය මාර්ගයේදී, ඉතා පුනරාවර්තී ප්රෝලීන්-ග්ලූටමේට් (PE) සහ ප්රෝලීන්-ප්රෝලීන් ග්ලූටමේට් (PPE) පැරලොග් වැනි ජෙනෝමික් කලාප ඉවත් නොකළේය.
නව එකලස් කිරීමේ ගුණාත්මකභාවය තක්සේරු කරනු ලබන්නේ QUAST නල මාර්ගය (http://quast.sourceforge.net/quast.html) හරහා වන අතර එමඟින් කොන්ටිග් සහ M. bovis AF2122/97 යොමු ජෙනෝමය (NCBI ප්රවේශ අංකය LT708304.1) අලුත් කිරීමට පහසුකම් සපයයි. සිතියම්ගත කිරීම (ගුණාත්මක පරාමිතීන් සඳහා අතිරේක වගුව 1 බලන්න).
vSNP නල මාර්ගයේ (https://github.com/USDA-VS/vSNP) ආධාරයෙන්, ඉලුමිනා අනුක්රමණයෙන් අලුතින් අනුක්රමණය කරන ලද M. bovis හි FASTQ ගොනුව M. bovis AF2122/97 යොමු ජෙනෝමය (LT708304.1) සමඟ සංසන්දනය කෙරේ. ජෙනෝම් විශ්ලේෂණ මෙවලම් කට්ටලයේ (GATK) හොඳම ප්රායෝගික නිර්දේශයන්ට අනුව (GATK) 53, 54, 55 නැවත ක්රමාංකනය සඳහා සම්මත පෙරහන් පරාමිතීන් හෝ ප්රභේද ස්කන්ධ ලකුණු යොදයි. ප්රතිඵල 150 සහ AC = 2 වන අවම SAMtools ස්කන්ධ ලකුණු භාවිතයෙන් පෙරහන් කරනු ලැබේ. දූෂණය බැහැර කිරීම සඳහා කියවීම් පරීක්ෂා කිරීමට Kraken (http://ccb.jhu.edu/software/kraken/) ද භාවිතා කරන්න. අපගේ කාර්යයේ අනුක්රමික උපාය මාර්ග සිතියම්ගත කිරීමට භාවිතා කරන vSNP නල මාර්ගය නිර්වචනය කරන ලද SNPs සහ ඉලක්ක මාලාවක් පරීක්ෂා කරන අතර මිශ්ර ආසාදන අවස්ථා ද බැහැර කරයි. කියවීමේ ජෙනෝම ආවරණය 99% ට වඩා හොඳය (අතිරේක වගුව 1).
සිතියම්ගත කිරීමේ දෝෂ සහ වැරදි SNP වළක්වා ගැනීම සඳහා, පහත සඳහන් අවස්ථාවන්හිදී ප්රභේදයක් පෙරහන් කරන්න: (1) එය කියවීම් 20 ට අඩු සංඛ්යාවකින් සහය දක්වයි, (2) එය 0.9 ට අඩු සංඛ්යාතයකින් හමු වේ, (3) එය අවම වශයෙන් එක් වික්රියාවක ඇත, නමුත් අවම වශයෙන් තවත් වික්රියාවක හිඩැස් ඇත. ඒකාබද්ධ ජෙනෝමික්ස් නරඹන්නා (IGV) අනුවාදය 2.4.19 (http://software.broadinstitute.org/software/igv/)56 සිතියම්ගත කිරීමේ හෝ පෙළගැස්වීමේ ගැටළු සහිත SNPs සහ ස්ථාන දෘශ්යමය වශයෙන් සත්යාපනය කිරීමට භාවිතා කරන ලදී. ප්රෝලීන්-ග්ලූටමේට් (PE) සහ ප්රෝලීන්-ප්රෝලීන් ග්ලූටමේට් (PPE) ජාන ඉතා අනුපිටපත් කර ඇති අතර බහු-ජාන පවුලක කොටසක් වන බැවින්, ඒවා ඉලුමිනා අනුක්රමණය සහ වැරදි සිතියම්ගත කිරීම මගින් පහසුවෙන් වරදවා වටහා ගත හැකිය, එබැවින් ඒවා වඩාත් කැමති වේ. මයිකොබැක්ටීරියල් ජෛව තොරතුරු කාර්ය ප්රවාහය SNPs තහවුරු කිරීම සඳහා අනුපිළිවෙලට සිතියම්ගත කිරීමේ උපාය මාර්ගය භාවිතා කරන විට ක්ෂය රෝග සංකීර්ණයේ සාමාජිකයින් ඉවත් කළේය. එබැවින්, අපි විශ්ලේෂණයෙන් PE/PPE ජාන සහ ඉන්ඩෙල් පෙරහන් කළෙමු.
බොවිලිස්ට් (http://genolist.pasteur.fr/BoviList/) ට අනුව, සියලුම SNPs ක්රියාකාරී කාණ්ඩවලට බෙදා ඇත. SnpEff නල මාර්ගය (https://pcingola.github.io/SnpEff/) SNP ප්රතිවිපාක (සමාන හෝ සමාන නොවන වෙනස්කම්) අනුමාන කිරීමට භාවිතා කරයි. Mycobacterium bovis AF2122/97 ජෙනෝමයේ (LT708304.1) නව දත්ත සමුදායක් නිර්මාණය කරන ලදී.
මූලික ජෙනෝම බහු පෙළගැස්ම Parsnp v1.2 භාවිතයෙන් සිදු කරන ලද අතර එය දැනට https://github.com/marbl/parsnp57 හි ඇත, සම්පූර්ණ ජෙනෝම/කෙටුම්පත් එකලස් කිරීම් 69ක් (විකල්පය -c සමඟ) භාවිතා කර ඇති අතර M. bovis AF2122/97 (LT708304.1) යොමුවක් ලෙස භාවිතා කරයි. මූලික බහු පෙළගැස්ම හතරක් සිදු කරන ලදී: යුරෝපීය ක්ලෝනකරණ සංකීර්ණයේ සියලුම සාමාජිකයින් (n = 44) ඇතුළුව Eu2 ක්ලෝනකරණ සංකීර්ණයේ සාමාජිකයින් පමණක් (n = 37), යුරෝපීය සහ අප්රිකානු ක්ලෝනකරණ සංකීර්ණයේ සන්ධිස්ථානය (n = 51) ඇතුළුව, සහ මෙම අධ්යයනයේ සියලුම මයිකොබැක්ටීරියම් බොවිස් ඇතුළත් කරන්න (n = 70).
Parsnp මගින් ජනනය කරන ලද මූලික පෙළගැස්ම, RAxML භාවිතයෙන් CIPRES Science Gateway v3.3 (http://www.phylo.org/)58 භාවිතයෙන් උපරිම සම්භාවිතාව (ML) ෆයිලොජෙනටික් ගස අනුමාන කිරීමට සහ මඟ පෙන්වන ලද අනුරූ 1000ක් සිදු කිරීමට භාවිතා කරයි.
සමාන්තරව නැවත සංයෝජන සිදුවීම් පවතින බව පරීක්ෂා කිරීම සඳහා විවිධ ඇල්ගොරිතම සහ ජෛව තොරතුරු මෙවලම් තුනක් භාවිතා කරයි: SplitsTree4 මෘදුකාංගය, Gubbins (නියුක්ලියෝටයිඩ අනුපිළිවෙලින් නැවත සංයෝජන හරහා අපක්ෂපාතී පෙළපත) නල මාර්ගය සහ RDP4 (ප්රති සංයෝජන හඳුනාගැනීමේ වැඩසටහන, බීටා 4.101 අනුවාදය) මෘදුකාංගය.
SplitsTree4 v4.15.1 (http://www.splitstree.org/)59 හි ක්රියාත්මක කරන ලද බෙදීම් වියෝජන ක්රමය, සංඛ්යානමය සත්යාපනය සඳහා Phi පරීක්ෂණය භාවිතා කරමින්, මූල රහිත ෆයිලොජෙනටික් ජාලය ගණනය කිරීමට භාවිතා කරන අතර, වැදගත්කම සීමාව p = 0.05 වේ. Parsnp හි මූලික බහු-පෙළගැස්වීමේ විශ්ලේෂණය ආදානය ලෙස භාවිතා කරන අතර, ජාල ප්රමිතියක් ලෙස බෙදීම් වියෝජනය සාක්ෂාත් වේ.
Gubbins නල මාර්ගය v2.3.1 (https://github.com/sanger-patogens/gubbins60 Mycobacterium bovis මත නැවත එකතු කිරීමේ බලපෑම තක්සේරු කිරීමට තවත් ක්රමයක් ලෙස පෙරනිමි පරාමිතීන් සමඟ ක්රියාත්මක වේ. නල මාර්ගයේ ක්රියාත්මක කරන ලද ඇල්ගොරිතමය අදාළ ක්ලෝන පරම්පරාව ප්රතිනිර්මාණය කරයි අපගේ දත්ත කට්ටලයේ සම්පූර්ණ ජෙනෝමය/කෙටුම්පත් එකලස් කිරීම සහ යොමු ජෙනෝමය (bovine bovid AF2122/97, LT708304.1) අන්යෝන්ය වේ; සහ නැවත එකතු කිරීමේ සිදුවීම නියෝජනය කරන SNP පොකුර හඳුනා ගැනීම සඳහා ගසේ සෑම ශාඛාවකම SNP හි පිහිටීම පරිලෝකනය කරන්න. ශාඛාවේ ශුන්යය නැවත එකතු කිරීමේ සිදුවීමක් නොමැති බව උපකල්පනය කරන්න, එයින් අදහස් වන්නේ ශාඛාවේ සිදුවන SNP ඒකාකාරව බෙදා හැරිය යුතු බවයි. Parsnp වෙතින් මූලික බහු පෙළගැස්ම සහ RAxML වෙතින් හොඳම ලකුණු කළ ML ගස ආදාන ගොනු ලෙස භාවිතා කරයි.
අවසාන වශයෙන්, Gubbins නල මාර්ගයෙන් යෝජනා කරන ලද ප්රතිසංවිධාන සිදුවීම තහවුරු කිරීම සඳහා, RDP467 හි ක්රියාත්මක කරන ලද ඇල්ගොරිතම හය (RDP61, GENECONV62, Bootscan63, Maxchi64, Chimaera65 සහ SiScan66) පෙරනිමි සැකසුම් යටතේ Parsnp හි මූලික බහු පෙළගැස්මට යොදනු ලැබේ. RDP4 හි ක්රියාත්මක කරන ලද ඇල්ගොරිතම වලින් අවම වශයෙන් තුනක්වත් එක් එක් නැවත එකතු කිරීමේ සිදුවීම සත්යාපනය කිරීම සඳහා වැදගත් සංඥාවක් නිරන්තරයෙන් පෙන්විය යුතු බව අපි තීරණය කළෙමු.
Gubbins සහ RDP මෘදුකාංග දෙකම 500 bp දක්වා වූ කවුළුවක මූලික බහු පෙළගැස්ම පරීක්ෂා කිරීමෙන් නැවත සංයෝජන සංඥා සොයන බව සලකන අතර, නව එකලස් කිරීමේදී PE/PPE ජාන ඇතුළත් කිරීම සොයාගත් නැවත සංයෝජන සංඥාවලට බාධාවක් නොවන බව තහවුරු කරමින්, තවදුරටත් විශ්ලේෂණය සමජාතීයතාවයෙන් සිදු කෙරේ. නැවත සංයෝජන සිදුවීම හඳුනා ගන්නා ජානයේ ආසන්න ප්රදේශය පරීක්ෂා කරන්න. සම්පූර්ණ ජෙනෝමය භාවිතා කරන සමමුහුර්ත සිතියම MAUVE-බහු-ජාන පෙළගැස්ම (http://darlinglab.org/mauve/mauve.html) භාවිතයෙන් ගොඩනගා ඇති අතර දේශීය ජෙනෝම පරිවර්තන හෝ ප්රතිලෝම බැහැර කරයි. ඊට අමතරව, SyntTax වෙබ් සේවාදායකය (https://archaea.i2bc.paris-saclay.fr/SyntTax/) හරහා ඇමයිනෝ අම්ල අනුපිළිවෙලෙහි සමජාතීයතා විශ්ලේෂණය සිදු කිරීමට සම්පූර්ණ ජෙනෝමය භාවිතා කරන ලදී.
පෘතුගීසි බහු-ධාරක ක්ෂය රෝග පද්ධතියෙන් ලබාගත් ජෙනෝම දත්ත කට්ටලය පිළිබඳ වඩාත් ගැඹුරු විශ්ලේෂණයක් වන්නේ සාහිත්යයේ සඳහන් ජානවල බහුරූපතාව පරීක්ෂා කිරීමයි. මෙම ජාන 37,38 සහ HGT (DNA අලුත්වැඩියාව, ප්රතිනිර්මාණය සහ නැවත එකතු කිරීම) පද්ධති සංරචක 39 හරහා MTBC මුතුන් මිත්තන් විසින් ලබාගත් 3R කේතනය කරන ජානයයි. ජාන විවිධත්වය සහ නියුක්ලියෝටයිඩ විවිධත්වය (π) සහ ටජිමාගේ D උදාසීන පරීක්ෂණ පරාමිති ආදානය ගණනය කිරීමට ClustalX v2.1 (http://www.clustal.org/clustal2/) භාවිතා කර DnaSP v6.12.03 (http://www.ub.edu/dnasp/) භාවිතා කරන්න.
මයිකොප්ලාස්මා බොවිස් හුදකලා 69 ක් සහ යොමු ජෙනෝම මත පදනම් වූ උපරිම සම්භාවිතා (ML) ෆයිලොජෙනටික් ගසක් ලබා ගන්නා ලදී (රූපය 2A). තනි ජාන පාදක ගස් හෝ බහු-ලොකස් පාදක ගස් සමඟ සසඳන විට, මෙම උපාය මාර්ගය මඟින් සම්පූර්ණ ජෙනෝමයේ විචල්යතාවය ග්රහණය කර නොගන්නා වඩාත් බලවත් ගස් ජනනය කිරීමට ඉඩ සලසයි, එබැවින් විශේෂ 68,69 අතර වෙනස්කම් කිරීමට අඩු හැකියාවක් පෙන්නුම් කරයි. ML ගසේ ස්ථාන විද්යාත්මක ව්යුහය සාමාන්යයෙන් ක්ලෝන වල සංකීර්ණ වර්ගීකරණයට අනුකූල වේ. Eu2 හි ජෙනෝමය ශාඛාවක පොකුරු කර ඇති අතර, Af1 හි ජෙනෝමය ද එකට පොකුරු කර ඇත (රූපය 2A). ප්රතිඵලය Mycobacterium bovis හි දන්නා පරිණාමීය සම්බන්ධතාවයට ද අනුකූල වේ, එනම්, Eu1 සාමාජිකයා සහ අනෙකුත් සියලුම ක්ලෝන සංකීර්ණ සහ ජෙනෝම වලින් සමන්විත කණ්ඩායම අතර විශාල වෙනසක් ඇත, නමුත් ක්ලෝන සංකීර්ණය 30 නිශ්චිතව දක්වා නොමැත. ක්ලෝන සංකීර්ණය සහ ෆයිලොජෙනටික් ගසෙහි නිරීක්ෂණය කරන ලද සම්බන්ධතාවය අතර ඇති කුඩා නොගැලපීම, ක්ලෝන සංකීර්ණය නිශ්චිත ජෙනෝම කලාප මත පදනම්ව විස්තර කර ඇති අතර, ෆයිලොජෙනටික් ගස සමස්ත ජෙනෝමය නියෝජනය කරන මූලික ජෙනෝමවල බහු පෙළගැස්ම මත පදනම් වී ඇති බව පැහැදිලි කළ හැකිය.
උපරිම සම්භාවිතා ෆයිලොජෙනටික් ගස (GTR) ගොඩනැගී ඇත්තේ (A) ට පෙර සහ (B) නැවත එකතු කිරීමේ ස්ථානය ඉවත් කිරීමෙන් පසු මයිකොබැක්ටීරියම් බෝවිස් ජෙනෝමයේ මූලික ජෙනෝම පෙළගැස්ම මත ය. අතු වර්ණ මයිකොබැක්ටීරියම් බෝවිස් ක්ලෝන සංකීර්ණය නියෝජනය කරයි: යුරෝපය 1 දම් පාට, යුරෝපය 2 රතු, යුරෝපය 3 නිල්, අප්රිකාව 1 තැඹිලි සහ අප්රිකාව 2 කොළ පාටයි. ගස මුල් බැස පරිමාණයට ඇද ගන්නා අතර, එක් එක් අඩවිය සඳහා ආදේශකයක් ලෙස අතු දිග මනිනු ලැබේ.
මයිකොබැක්ටීරියම් ක්ෂය රෝග සංකීර්ණය ක්ලෝනමය වශයෙන් පරිණාමය වූවක් ලෙස විස්තර කර ඇති අතර, වසර ගණනාවක් පුරා රැස් කරගත් සාක්ෂි බොහොමයක්, MTBC15,17,18 හි හඳුනාගත හැකි මට්ටමින් අඛණ්ඩ HGT සහ නැවත එකතු කිරීමේ සිදුවීම් සිදු නොවන බවට ඇති අදහසට සහාය වේ.
පෙර කෘතීන් මගින් MTBC වික්රියා අතර සීමිත නැවත සංයෝජන තිබිය හැකි බව පෙන්වා දී ඇති අතර, අනෙක් අය මැනිය හැකි නැවත සංයෝජන සිදුවීම් හඳුනා ගැනීමට අපොහොසත් වී ඇත70,71. මයිකොබැක්ටීරියම් බොවිස් කෙරෙහි අවධානය යොමු කරමින් මෙම ගැටළුව නැවත සාකච්ඡා කරන්න, එය මයිකොබැක්ටීරියම් ක්ෂය රෝගය 70,71 පමණක් සලකා බැලූ පෙර කෘතියට වඩා වෙනස් ය; නැතහොත් MTBC සමස්තයක් ලෙස සලකා බලන්න, 20 නියෝජනය කරන M. බොවිස් නොමැති තරම් ය; නැතහොත් සීමිත ගව කොටස් පමණක් සලකා බලන්න. මයිකොබැක්ටීරියා දත්ත කට්ටලයේ, මෙම කෘතියේ, නැවත සංයෝජන සඳහා පරීක්ෂා කිරීමට භාවිතා කරන සියලුම ක්ලෝන සංකීර්ණ නියෝජනය කරන මුළු වික්රියා 70 ක් ඇත. දත්ත කට්ටලය සමුච්චිත මට්ටම් හතරකට අනුව පරිමාණය කර ඇත: (1) Eu2 සාමාජිකයින්, (2) සියලුම යුරෝපීය ක්ලෝන සංකීර්ණ සාමාජිකයින් (එනම් යුරෝපය), (3) යුරෝපීය සහ අප්රිකානු ක්ලෝන සංකීර්ණය (Eu + Af) සහ (4) සම්පූර්ණ දත්ත එකතු කිරීම් (දැනටමත් විස්තර කර ඇති කිසිදු ක්ලෝන සංකීර්ණයක ඇතුළත් නොවන ජෙනෝම ඇතුළුව).
මෙම කල්පිතය තවදුරටත් අධ්යයනය කිරීම සඳහා, ජෙනෝම අතර නැවත එකතු කිරීමේ සිදුවීම් නොමැතිකම තක්සේරු කිරීම සඳහා බෙදීම්-වියෝජන ජාලයක් සිදු කරන ලදී, මන්ද මෙම ක්රමයට පුද්ගලයන් අතර මුතුන් මිත්තන්ගේ සම්බන්ධතාවය දෘශ්යමාන කළ හැකි අතර ගැටුම්කාරී ෆයිලොජෙනටික් සංඥා පෙන්විය හැකිය. විශ්ලේෂණයේ ඇති සියලුම දත්ත කට්ටල හතරම ජාලයේ ලූපවල පැවැත්ම තහවුරු කළේය (එනම්, තනි ගසකට අභිසාරී නොවන ප්රදේශ), නමුත් ෆයි පරීක්ෂණයට සංඛ්යානමය සහායක් නොමැත (Eu2, p = 0.0956; යුරෝපය, p = 0.1637; Eu + Af p = 0.2774; සම්පූර්ණ දත්ත කට්ටලය p = 0.2451), එය ප්රතිසංවිධාන සිදුවීම්වල පැවැත්ම සඳහා දුර්වල සාක්ෂි සපයයි (රූපය 3A-D).
යුරෝපයේ ජෙනෝම 2ක් (n = 37) (A), යුරෝපීය ජෙනෝම (n = 44) (B), යුරෝපීය සහ අප්රිකානු ජෙනෝම (n = 51) (C) සහ සම්පූර්ණ දත්ත කට්ටලය (n = 70) (D).
මෙම විශ්ලේෂණයෙන් පසුව, සහ සියලුම ජාල වල චක්රීය නිරීක්ෂණ සැලකිල්ලට ගනිමින්, ගුබින්ස් නල මාර්ගයේ ක්රියාත්මක කරන ලද ප්රතිසංස්කරණ ඇල්ගොරිතමය ක්ලෝනල් පරම්පරාව ප්රතිනිර්මාණය කිරීමට සහ M. bovis ජෙනෝමය මත ප්රතිසංයෝජනයේ බලපෑම ඇස්තමේන්තු කිරීමට අතිරේකව යොදන ලදී. ප්රතිසංයෝජන සිදුවීම්වල සමුච්චිත සංඛ්යාව අනුමාන කරන්න, ඒවායින් බොහොමයක් පර්යන්ත ශාඛාවල (එනම්, තනි ජෙනෝමයක) සිදු විය (වගුව 2). මෙම දර්ශක සමස්ත දත්ත කට්ටලයේ අනුකූලතාව පෙන්වන අතර ප්රතිසංයෝජන සිදුවීම්වල සංඛ්යාතය විකෘති මෙන් 200 සිට 300 ගුණයක් බව පෙන්නුම් කරයි. ශාඛාවේ ප්රතිසංයෝජන සහ ලක්ෂ්ය විකෘති වල සාපේක්ෂ අනුපාත නියෝජනය කරන rho/theta පරාමිතිය 0.0037 සහ 0.0056 අතර බව පෙනේ (වගුව 3). මෑතකදී, 38 M. bovis වික්රියාවේ ප්රකාශිත කෘතිය මෙම දත්ත කට්ටලයේ ලබාගත් අගයට වඩා ඉහළ rho/theta අගයක් (rho/theta = 0.1) පෙන්නුම් කළේය, නමුත් Patané සහ සගයන්ගේ කාර්යය නැවත සංයෝජන පරාමිතීන් අනුමාන කිරීමට යොමු-පාදක එකලස් කිරීම භාවිතා කළේය. එකලස් කිරීමේ ක්රියා පටිපාටිය හේතුවෙන් ක්රියා පටිපාටිමය විස්තරයක්, පර්යන්ත ශාඛාවේ පුනරාවර්තන නැවත සංයෝජන සිදුවීම් බහුල වීම සමඟ සම්බන්ධ වී ඇත.
ඊළඟට, r/m පරාමිතිය ප්රතිසංයෝජන සහ විකෘති හඳුන්වාදීමේ විවිධත්ව අනුපාතය නියෝජනය කරන අතර, එහි සාමාන්ය අගය 0.025 සහ 0.037 අතර වන අතර, එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ විකෘති හා සසඳන විට, ප්රතිසංයෝජනය M. bovis හි ජානමය විවිධත්වයට අඩු සමස්ත බලපෑමක් ඇති කරන බවයි (වගුව 3)). පුළුල් සංසන්දනයක් සඳහා, ජෙනෝම 23 කින් සමන්විත MTBC දත්ත කට්ටලය සඳහා r/m පරාමිතිය ඇස්තමේන්තු කිරීමට සමාන ක්රමයක් භාවිතා කරන ලද අතර, එය සාමාන්ය අගය 0.48620 ක් පෙන්නුම් කරන අතර, Patané සහ සගයන්ගේ 38 M. bovis දත්ත කට්ටලය සඳහා, එය සාමාන්ය අගය 0.98 බව ඔප්පු කළේය. පළමු අධ්යයනයේදී, M. bovis (M. bovis BCG සහ යොමු වික්රියාව) හි කාර්යයට ඇතුළත් කර ඇති ජෙනෝම 23 න් දෙකක් පමණක් වන බැවින්, ලබාගත් අගය M. ක්ෂය රෝග ජෙනෝමයේ අධික ප්රකාශනය හේතුවෙන් පක්ෂග්රාහී විය හැකිය. දෙවන වාර්තාවේ, විශ්ලේෂණය කරන ලද Mycobacterium bovis ජනගහනය ප්රධාන වශයෙන් එක්සත් ජනපදයෙන් සහ පශු සම්පත් සත්කාරකයන්ගෙන් ලබා ගන්නා ලදී. ඊට වෙනස්ව, අපගේ දත්ත කට්ටලය තුළ, වැඩි භූගෝලීය ස්ථාන සහ ධාරක විශේෂ නියෝජනය වන අතර, විවිධ ජනගහන ජානමය ලක්ෂණ සහිත විවිධ ක්ලෝන සංකීර්ණවලට කාණ්ඩගත කර ඇති ජෙනෝම ද භාවිතා කරනු ලැබේ, එමඟින් ගැඹුරු සහ පුළුල් ජනගහන දැනුමක් ලබා ගනී. අපගේ දත්ත කට්ටලය සමඟ ලබාගත් වෙනස r/m සාමාන්ය අගය එකම වර්ගීකරණ විශේෂවලට පවරා ඇති පෙළපත් අතර නැවත එකතු වීමේ මට්ටම බෙහෙවින් වෙනස් වේ යන සංකල්පයට අනුකූල වේ, එබැවින් මෙම ප්රතිඵලවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ M. bovis ක්ලෝන සංකීර්ණය නැවත එකතු කිරීමේ වෙනස්කම් පෙන්නුම් කළ හැකි බවයි. බලපෑම ද Didelot & Maiden72 විසින් යෝජනා කරන ලද පරිදි වේ. කෙසේ වෙතත්, M. bovis ජෙනෝම විශාල සංඛ්යාවක් ඇතුළත් කිරීමෙන් මෙම දත්ත කට්ටලය සැලකිය යුතු ලෙස පුළුල් කිරීම මෙම කරුණ තවදුරටත් පැහැදිලි කිරීමට ඉඩ සලසයි. r/m සහ rho/theta පරාමිතීන් දෙකම ශාඛා අතර විචල්යතාවයක් පෙන්නුම් කරන අතර, මෙම ප්රතිඵලය අනෙකුත් බැක්ටීරියා විශේෂ පිළිබඳ වාර්තා සමඟ අනුකූල වේ72,73.
අවසාන වශයෙන්, ගුබින්ස් නල මාර්ගය මගින් හඳුනාගත් ප්රතිසංවිධාන සිදුවීම් තහවුරු කිරීම සඳහා, විවිධ මූලික බහු-සංසන්දනයන් ස්වාධීනව පරීක්ෂා කිරීම සඳහා RDP4 මෘදුකාංගයේ විවිධ ඇල්ගොරිතම හයක් භාවිතා කරන ලදී. ගෝලීය වශයෙන්, ගුබින්ස් විසින් හඳුනාගත් සිදුවීම්වලින් අඩකටත් වඩා අඩු ප්රමාණයක් RDP4 මගින් තහවුරු කරන ලදී (වගු 4 සහ 5). සම්පූර්ණ දත්ත කට්ටලය සලකා බැලීමේදී, නැවත සංයෝජන සිදුවීම් තුනක් තහවුරු කරන ලදී, දෙකක් අභ්යන්තර නෝඩ් සම්බන්ධ වන අතර අනෙක පර්යන්ත ශාඛාවක තනි ජෙනෝමයක් සම්බන්ධ වන අතර ඒ සඳහා ක්ලෝනල් සංකීර්ණ පැවරිය නොහැක (වගු 4 සහ 5). පර්යන්ත ශාඛා වල සිදුවීම් හඳුනා ගැනීමෙන් සමකාලීන M. bovis වික්රියා වල නැවත සංයෝජන තවමත් සිදුවෙමින් පවතින බව හෝ ප්රතිඵලය අස්ථානගත වී ඇති බව පෙන්නුම් කළ හැකිය70. මෙම උපකල්පිත නැවත සංයෝජන කලාපයේ, ආසන්න වශයෙන් 20% ක ස්ථාන නිර්වචනය නොකළ නියුක්ලියෝටයිඩ (N) ඇති අතර එමඟින් නැවත සංයෝජන සංඥාවට බලපායි (පරිපූරක රූපය 2). ඊට අමතරව, මෙම කලාපය rrs ජානයට බලපාන අතර, ඉතා සංරක්ෂණය කිරීමට අපේක්ෂා කරන 16S රයිබසෝම RNA කේතනය කරයි, එබැවින් මෙම අනුමාන නැවත එකතු කිරීමේ සංඥාව අනුක්රමික දෝෂ හෝ වැරදි පෙළගැස්මක ප්රතිඵලයක් විය හැකිය. ඉන්පසු Mb0003 සහ Mycobacterium bovis AF2122/97 අතර සම්පූර්ණ ජෙනෝම පෙළගැස්ම සිදු කරන ලද අතර, නිර්වචනය නොකළ නියුක්ලියෝටයිඩ සහ SNP වල පැවැත්ම තහවුරු කරන ලදී, එබැවින් වැරදි පෙළගැස්මට අදාළ විය හැකි ගැටළු මෙම කාර්යයේ ක්රියාත්මක කරන ලද ජීව විද්යාත්මක තොරතුරු නිසා නොවේ. වැඩසටහන ඉගෙන ගැනීමෙන් පසුව පෙනී ගියේය.
අභ්යන්තර නෝඩ් වල නැවත එකතු කිරීමේ කලාපවල හිඩැස් හෝ නිර්වචනය නොකළ නියුක්ලියෝටයිඩ හමු නොවීය (රූප 4 සහ 5). මෙම සිදුවීම් සම්බන්ධයෙන්, එකක Eu2 ජෙනෝමය පමණක් අඩංගු වන අතර එය හැකි පොලිකෙටයිඩ් සින්තේස් සංකේතනය කරන pks12 ජානයට බලපායි; අනෙක Eu1 ජෙනෝමයේ ලියාපදිංචි වී ඇති අතර හැකි නයිට්රේට් ප්රතිසංයෝජනයක් සංකේතනය කරන narX ජානයට බලපායි (වගුව 4). සාමාන්යයෙන්, නැවත එකතු කිරීමේ විශ්ලේෂණයෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ සංඛ්යානමය සහාය ඇතිව නැවත එකතු කිරීමේ කොටස් සීමිත සංඛ්යාවක් ඇති බවත්, අනුමාන කරන ලද දර්ශකවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ නැවත එකතු කිරීම M. bovis පරම්පරාවට අඩු බලපෑමක් ඇති කරන බවත්ය. නැවත එකතු කිරීමේ සංඥාව අඩු වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ, නමුත් පසුබිම් ශබ්දයෙන් සැබෑ පරිණාම සංඥාව වෙන්කර හඳුනා ගැනීම වැදගත් වන අතර එය අභියෝගාත්මක කාර්යයකි. යොමු-පාදක එකලස් කිරීම සහ නොගැලපීම් ගැටළු 70, 71 මගින් හඳුන්වා දුන් ශබ්ද සංඥාව අඩු කිරීම සඳහා, සම්පූර්ණ ජෙනෝමය හැර ඉතිරි සියල්ල මුල සිටම එකලස් කරන ලද අතර, එකලස් කිරීමේ ගුණාත්මකභාවය QUAST නල මාර්ග විශ්ලේෂණය (පරිපූරක වගුව 1) මගින් පරීක්ෂා කර සහතික කරන ලදී. ඊට අමතරව, සමස්ත සමීක්ෂණයේ ශක්තිමත් බව සහ නිරවද්යතාවය ලබා දීම සඳහා අතිරේක විශ්ලේෂණ මාලාවක් පවත්වන ලදී. එබැවින්, මයිකොබැක්ටීරියම් බොවිස් AF2122/97 ට එරෙහිව කියවීමේ සිතියම්ගත කිරීම මගින් narX සහ pks12 ජානවල අනුක්රමික ගුණාත්මකභාවය ඇගයීමට ලක් කරන ලදී. ක්රම අංශයේ සඳහන් නිර්ණායක යෙදීමෙන් (අවම වශයෙන් කියවීම් 20 ක් සහ 0.9 වෙනස් වීමේ සංඛ්යාතය) නැවත එකතු කිරීමේ කලාපයේ නිර්දේශිත SNP පිහිටීම තහවුරු කරන ලදී. narX ජානයේ බහුරූපතාව ජෙනෝම දෙකෙහි (Mb1792361 සහ Mb7240415; 2.3%) සහ pks12 ජෙනෝමයේ ජෙනෝම: Mb0891, Mb1711, Mb1789, Mb1870, Mb17046, Mb1756, සහ Mb12 ජානවල සම්පූර්ණයෙන්ම තහවුරු කරන ලදී. කෙසේ වෙතත්, ජෙනෝමය Mb2043 සඳහා, ස්ථාන අටෙන් හයක් කියවීමේ ගැඹුර නිර්ණායකය සපුරාලන්නේ නැත, මන්ද SNP උපරිම කියවීම් 17 කින් සහය දක්වයි, එය ස්ථාපිත කඩඉම් අගය 20 ට වඩා අඩුය. එබැවින්, මෙම ජෙනෝම ස්ථානයේ ජෙනෝම හයක (8.6%) නැවත ඒකාබද්ධ කිරීම තහවුරු කළ හැකිය (රූප 4 සහ 5).
මයිකොබැක්ටීරියම් බොවිස් දත්ත කට්ටලයේ ප්රතිසංයෝජන කලාප පෙළගැස්මේ සවිස්තරාත්මක දෘශ්යකරණය, නයිට්රේට් ප්රතිසංයෝජන කලාපයේ විය හැකි සංකේතනය කරන narX ජානයට බලපායි. අභ්යන්තර නෝඩ් වල ප්රතිසංයෝජන කලාපයේ කිසිදු හිඩැසක් හෝ නිර්වචනය නොකළ නියුක්ලියෝටයිඩ හමු නොවීය. මෙම විශේෂිත සිදුවීම Eu1 ජෙනෝමය තුළ ලියාපදිංචි කර ඇත. මයිකොබැක්ටීරියම් බොවිස් AF2122/97 හි කියවීම් කුමන්ත්රණය කිරීමෙන් narX ජානයේ අනුක්රමික ගුණාත්මකභාවය ඇගයීමට ලක් කරන ලදී. ක්රම අංශයේ සඳහන් නිර්ණායක යෙදීමෙන් (අවම වශයෙන් කියවීම් 20 ක් සහ 0.9 වෙනස් වීමේ සංඛ්යාතය) නැවත සංයෝජන ප්රදේශයේ නිර්දේශිත SNP ස්ථානය තහවුරු කරන්න. Mb1792361 සහ Mb7240415 (2.3%) හි ජෙනෝමවල narX ජානයේ බහුරූපතාව සම්පූර්ණයෙන්ම තහවුරු කරන ලදී.
pks12 ජානයට බලපාන මයිකොප්ලාස්මා බොවිස් දත්ත කට්ටලයේ ප්රතිසංයෝජන කලාප පෙළගැස්ම පිළිබඳ සවිස්තරාත්මක දෘශ්යකරණය. අභ්යන්තර නෝඩ් වල ප්රතිසංයෝජන කලාපයේ හිඩැස් හෝ නිර්වචනය නොකළ නියුක්ලියෝටයිඩ හමු නොවීය. හැකි පොලිකෙටයිඩ් සින්තේස් කේතනය කරන pks12 ජානයට බලපාන සිදුවීම සම්බන්ධයෙන්, එහි අඩංගු වන්නේ Eu2 ජෙනෝමය පමණි. මයිකොබැක්ටීරියම් බොවිස් AF2122/97 කියවීමේ සිතියම්ගත කිරීම මගින් pks12 හි අනුක්රමික ගුණාත්මකභාවය ඇගයීමට ලක් කරන ලදී. ක්රම අංශයේ සඳහන් නිර්ණායක යෙදීමෙන් (අවම වශයෙන් කියවීම් 20 ක් සහ 0.9 වෙනස් වීමේ සංඛ්යාතය) නැවත සංයෝජන ප්රදේශයේ නිර්දේශිත SNP ස්ථානය තහවුරු කරන්න. Mb0891, Mb1711, Mb1789, Mb1870, Mb1758, Mb2043, සහ Mb1960 ජෙනෝමවල බහුරූපතාවන් සම්පූර්ණයෙන්ම තහවුරු කර ඇත.
PE සහ PPE ජානවල ඉලුමිනා අනුක්රමණය සහ වැරදි සිතියම්ගත කිරීම මගින් පහසුවෙන් වැරදි ලෙස කියවිය හැකි පුනරාවර්තන කලාප ඇත, එබැවින් ඒවා සාමාන්යයෙන් M. ක්ෂය රෝග සාමාජිකයින්ගේ ජෛව තොරතුරු කාර්ය ප්රවාහයෙන් මකා දමනු ලබන්නේ සිතියම්ගත කිරීමේ-අනුක්රමික උපාය මාර්ගය භාවිතා කරන විට පමණි. මෙම කාර්යයේ යොදන ලද නැවත එකතු කිරීමේ සිදුවීම්වල නිගමනය PE/PPE පෙරීමකින් තොරව de novo එකලස් කිරීම මත පදනම් වේ. SplitsTree, Gubbins නල මාර්ගය සහ RDP4 මෘදුකාංග හරහා විවිධ අනුපූරක ක්රම සහ ඇල්ගොරිතම තුනක් ක්රියාත්මක කිරීමෙන්, යොදන ලද උපාය මාර්ග දෝෂ සංඥා නිසා ඇති වන ප්රතිසංවිධානය කරන ලද කලාප සැකසීමට සහ පෙරීමට ශක්තිමත් බව අපි විශ්වාස කරමු. කෙසේ වෙතත්, SNP පොකුරු හඳුනා ගැනීම සඳහා Gubbins සහ RDP4 මෘදුකාංගයේ PE/PPE ජානයේ මැදිහත්වීම බැහැර කිරීම සඳහා සහ එම නිසා narX සහ pks12 ජානවලට බලපාන ලෙස යෝජනා කරන ලද නැවත එකතු කිරීමේ කලාප හඳුනා ගැනීම සඳහා, මෙම ජානවල අසල්වැසි ප්රදේශය පරීක්ෂා කරන ලදී (පරිපූරක රූපය 3–5). M. bovis AF2122/97 හි, narX ජානය narK2 සහ Mb1764c මගින් වෙන් කර ඇති අතර, pks12 Mb2075c e Mb2073c මගින් වට කර ඇත (පරිපූරක රූපය 3-5). සම්පූර්ණ ජෙනෝමයේ MAUVE සමමුහුර්ත සිතියම භාවිතයෙන් ජනනය කරන ලද සිතියම ජාන අනුක්රමික සංරක්ෂණය සහ නැවත සකස් කිරීම පිළිබඳ තොරතුරු සපයයි, කොලීනියර් බ්ලොක් හතරක් පෙන්වන අතර, ජෙනෝම පරිවර්තන හෝ ප්රතිලෝමයේ කිසිදු සලකුණක් නොමැත. ඊට අමතරව, ඇමයිනෝ අම්ල අනුපිළිවෙල සමඟ අනුපූරක විශ්ලේෂණය සියලුම සම්පූර්ණ ජෙනෝමවල සමජාතීයතාව සනාථ කළ අතර, narX හෝ pks12 හි යාබද කලාපවල PE/PPE හමු නොවීය. narX සඳහා, එක් ජෙනෝමයකට (Mb0030) අඩු සමාන පද ලකුණු ඇත, මන්ද narX ජානය කොටස් දෙකක් ලෙස හඳුනාගෙන ඇත (කොටස් 1891 සහ 1890). pks12 සඳහා, සමානකම් හේතුවෙන්, Mb0030 සහ Mb003 අඩු සමමුහුර්තතා ලකුණු පෙන්නුම් කළ අතර, pks12 කොටස් දෙකකින් සහ තුනකින් පිළිවෙලින් හඳුනාගෙන ඇති අතර, ඒවා ප්රෝටීනයේ විවිධ වසම් නියෝජනය කරයි (පරිපූරක රූපය 3-5). මෙම තොරතුරු සැලකිල්ලට ගනිමින්, Gubbins සහ RDP4 මෘදුකාංග දෙකම විශ්ලේෂණය සිදු කරයි, කවුළුවේ උපරිම 500 bp හි මූලික බහු පෙළගැස්ම පරීක්ෂා කරන්න, PE/PPE ජානය narX සහ pks12 වලට බලපාන නැවත එකතු කිරීමේ සංඥාවට බාධා නොකරන බව අපි තහවුරු කළෙමු.
මෙම දත්ත කට්ටලයේ අනාවරණය වූ ප්රතිසංයෝජන සංඥා අවශේෂ ලෙස සැලකිය හැකි වුවද, M. bovis හි ප්රතිසංයෝජනය බැහැර කළ නොහැකි බව සත්යයකි, එබැවින් එය තවදුරටත් විශ්ලේෂණයේ විෂය ලෙස පැවතිය යුතුය, එහිදී විවිධ වසංගත රෝග අවස්ථා වලින් සම්පූර්ණ ජෙනෝම වැදගත් ලෙස අනුපිළිවෙලට සකස් කර ඇත.
නැවත සංයෝජන නිවැරදි කිරීමට පෙර සහ පසු ලබාගත් ML ෆයිලොජෙනටික් ගස් සංසන්දනය කිරීම (රූපය 2A, B) අනුමාන කරන ලද ෆයිලොජෙනටික් සම්බන්ධතාවයේ සැලකිය යුතු වෙනස්කම් වලට තුඩු නොදුන් අතර, M. bovis වික්රියා එකම කාණ්ඩයේ පොකුරු කර ඇත.
M. bovis AF2122/97 හි යොමු ජෙනෝමය සමඟ අලුතින් අනුක්රමික M. bovis කියවීම් 42 ක් සිතියම්ගත කිරීමෙන් පසුව, බහුරූපී ස්ථාන 1816 ක් අඩංගු SNP පෙළගැස්මක් ලබා ගන්නා ලදී. බොහෝ SNPs (87.1%) කේතීකරණ කලාපයේ පිහිටා ඇති අතර, බලපෑමට ලක් වූ ජාන Bovilist හි පෙන්වා ඇති ක්රියාකාරී කාණ්ඩ අනුව සංලක්ෂිත වේ (රූපය 6A, B). එක් එක් ක්රියාකාරී කාණ්ඩයේ මුළු ජාන ගණන සැලකිල්ලට ගනිමින්, "ලිපිඩ පරිවෘත්තීය" කාණ්ඩයේ ජාන වැඩි SNPs පෙන්වූ අතර, පසුව "සෛල බිත්ති සහ සෛල ක්රියාවලීන්" සහ "අතරමැදි පරිවෘත්තීය සහ ශ්වසනය" පෙන්වූ අතර, ඒවා M. bovis පරිණාමයේ සිටින බව හෙළි කළේය.
පෘතුගාලයේ M. bovis දත්ත කට්ටලයේ ධූරාවලි විශ්ලේෂණය (n = 42). එක් එක් ක්රියාකාරී කාණ්ඩය (A) සඳහා ලියාපදිංචි SNPs සහ බලපෑමට ලක් වූ ජානවල මුළු සංඛ්යාව. ශ්රිත කාණ්ඩය (B) අනුව ලියාපදිංචි කර ඇති සමාන පද සහ සමාන පද නොවන වෙනස්කම්වල මුළු සංඛ්යාව.
ගෝලීය පරිමාණයෙන්, සාමාන්ය dN/dS අනුපාතය 1.5 ට වඩා හොඳ වන අතර, එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ ගෝලීය පරිණාමීය පීඩනය මුතුන් මිත්තන්ගේ තත්වයෙන් මිදීමට වන අතර ධනාත්මක (විවිධාංගීකරණය වූ හෝ යොමු කරන ලද) සහ/හෝ ලිහිල් පිරිසිදු කිරීමේ තේරීමේ අවස්ථාවක් නියෝජනය කරන බවයි. "වෛරසය, විෂහරණය, අනුවර්තනය", "ඇතුළත් කිරීමේ අනුපිළිවෙල සහ phages" සහ "නියාමන ප්රෝටීන" යන කාණ්ඩවල, SNP වලින් තුනෙන් දෙකකට වඩා සමාන පද නොවේ (රූපය 6B).
සියලුම කාණ්ඩවල, බහු SNP සහිත ජාන ඇති අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස සාමාන්ය විකෘති අනුපාතය (එනම්, ජානයකට සාමාන්ය SNP) 1 ට වඩා වැඩි වේ (රූපය 6A). SNP 15 ක් සහිත Pks12 (Mb2074c) සහ SNP 8 ක් සහිත fas (Mb2553c) ඉහළ විකෘති අගයන් ඇත. මෙම ජාන දෙකම මේද අම්ල පරිවෘත්තීය ක්රියාවලියට සම්බන්ධ වේ. pks ජානය පොලිකෙටයිඩ් සින්තේස් (PKS) සංකේතනය කරයි, එය මයිකොබැක්ටීරියල් සෛල බිත්ති ලිපිඩ ජෛව සංස්ලේෂණයට සම්බන්ධ බහුකාර්ය එන්සයිමයකි74,75. මෙම ජානය මයිකොකෙටයිඩ් සංස්ලේෂණයට සම්බන්ධ බහුකාර්ය පොලිපෙප්ටයිඩයක් සංකේතනය කරයි74,76. මයිකොලික් අම්ලයේ සංස්ලේෂණයට සම්බන්ධ fas ජානය සම්බන්ධ වේ. මෙම ජාන දෙකම ධාරකය සමඟ ස්පර්ශ වන සෛල බිත්තියේ ජෛව සංස්ලේෂණයට වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.
මයිකොබැක්ටීරියම් බොවිස් හි පරිණාමය තවදුරටත් අධ්යයනය කිරීම සඳහා, නිශ්චිත ජාන කට්ටල දෙකක් විශ්ලේෂණය කරන ලදී. අනුක්රමික සංයුතිය සහ ෆයිලොජෙනටික් ක්රම භාවිතා කරමින් කලින් ප්රකාශයට පත් කරන ලද කෘති මගින් විවිධාංගීකරණයට පෙර MTBC මුතුන් මිත්තන් විසින් HGT හරහා අත්පත් කරගත් ජාන හඳුනා ගන්නා ලදී37,38. මෙම ජාන අතිරේක වගුව 2 හි ලැයිස්තුගත කර ඇත. HGT හා සම්බන්ධ විය හැකි මුළු ජාන 77 ක SNP ව්යාප්තිය විශ්ලේෂණය කරන ලද අතර, බහුරූපී ස්ථාන 26 ක් හඳුනාගෙන ඇති අතර, බොහෝ අවස්ථාවන්හිදී (78%) සමාන පද නොවන (NS) වෙනස්කම් ඇති විය (පරිපූරක වගුව 2). MTBC ජෙනෝමය පිළිබඳ පෙර කෘතීන් පෙන්නුම් කළේ, උපකල්පිත HGT කලාපය ජෙනෝමයේ ඉතිරි කොටසට සාපේක්ෂව ඉහළ NS SNP අනුපාතයක් පෙන්නුම් කරන බවයි. මෙම නැවත එකතු කිරීමේ කලාප MTBC මුතුන් මිත්තන් විසින් අත්පත් කරගත් බවත්, එබැවින් ඒවා පුරාණ බහුරූපතාවන් අධික ලෙස නියෝජනය කරන බවත් යමෙකු සිතන්නේ නම්, සමාන පද වෙනස්කම්වල අනුපාතය වැඩි වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ, මන්ද ඇමයිනෝ අම්ල වෙනස්කම් හේතුවෙන් NS ආදේශක සෘණ තේරීම මගින් ඉවත් කිරීමට අපේක්ෂා කෙරේ. ප්රෝටීනයේ ක්රියාකාරිත්වය වෙනස් කළ හැකිය. එමනිසා, අපගේ ප්රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ ක්රියාකාරී ප්රතිවිපාක HGT වැනි ජාන ප්රතිස්ථාපනයෙන් ඇති විය හැකි බවත්, එය වටිනා අනුවර්තන ජාන විවිධත්වය සඳහා ඒවායේ වැදගත්කම පිළිබිඹු කරන බවත්ය.
මෙම විශ්ලේෂණයට සමගාමීව, dos Vultos සහ සහයෝගිතාකරුවන් (2008) විසින් කලින් ප්රකාශයට පත් කරන ලද ලැයිස්තුවට අනුකූලව 3R (DNA අලුත්වැඩියාව, ප්රතිනිර්මාණය සහ නැවත එකතු කිරීම) පද්ධතියේ සංරචක කේතනය කරන ජාන හොඳින් පරීක්ෂා කරන ලදී. මෙම දත්ත කට්ටලය වැනි සමීපව සම්බන්ධ බැක්ටීරියා සම්බන්ධ වූ විට එය නිතර සිදුවන ක්රියාවලියක් විය හැකි වුවද, සමාන DNA කොටස් හුවමාරුව සෘජුවම නිරීක්ෂණය කළ නොහැක; ඊට අමතරව, මෙම ක්රියාවලිය DNA අලුත්වැඩියා ක්රම සඳහා යතුර විය හැකිය72, එබැවින් සමජාතීය නැවත එකතු කිරීමේදී භූමිකාවක් ඉටු කරන්න. ජාන 54ක් මගින් බෙදා හරින ලද බහුරූපී ස්ථාන 26ක් හඳුනාගෙන ඇත (පරිපූරක වගුව 3). මෙම ජාන කට්ටලය තුළ, NS වෙනස්කම් ප්රතිවිපාකවලින් 65%ක් පමණ සඳහා හේතු වූ අතර, එය Mycobacterium tuberculosis strains පිළිබඳ පෙර වාර්තාවලට අනුකූල වේ.
පළ කිරීමේ කාලය: ඔක්තෝබර්-21-2021