Phân tích so sánh hệ gene của các chủng vi khuẩn lao kháng thuốc ở Nga

Original title: Comparative Genomic Analysis of Mycobacterium tuberculosis Drug Resistant Strains from Russia

Authors: Elena N. Ilina, Egor A. Shitikov, Larisa N. Ikryannikova, Dmitry G. Alekseev, Dmitri E. Kamashev, Maja V. Malakhova, Tatjana V. Parfenova, Maxim V. Afanas’ev, Dmitry S. Ischenko, Nikolai A. Bazaleev, Tatjana G. Smirnova, Elena E. Larionova, Larisa N. Chernousova, Alexey V. Beletsky, Andrei V. Mardanov, Nikolai V. Ravin, Konstantin G. Skryabin, Vadim M. Govorun

Bệnh lao, gây ra bởi các chủng vi khuẩn lao Mycobacterium tuberculosis (MTB) kháng đa thuốc (MDR) và siêu kháng thuốc (XDR), đang trở thành nguy cơ ở nhiều quốc gia. Việc giải hoàn thiện các chuỗi nucleotide của nhiều hệ gene vi khuẩn lao đã cho phép áp dụng phương pháp so sánh di truyền (comparative genomics) như một công cụ để tìm hiểu mối liên hệ giữa các chủng và sự thay đổi của loài trong lịch sự tiến hóa, bao gồm cả sự hình thành tính trạng kháng thuốc.

Trong nghiên cứu này, 3 hệ gene của các chủng vi khuẩn lao thu được ở Nga, với các mức độ phản ứng với thuốc khác nhau – không kháng thuốc, kháng đa thuốc và siêu kháng thuốc, đã được giải trình tự. Trong số đó, các mẫu của chủng kháng đa thuốc và siêu kháng thuốc, được lấy ở Tomsk (Siberia, Nga) trong thời gian xảy ra dịch lao năm 1998 -1999, thuộc các họ hiếm KQ và KY theo phân loại bằng IS6110 và được coi là đặc thù chỉ có ở Nga. Dựa vào phân tích phân loài, các mẫu được xác định thuộc các họ genetic khác nhau là Beijing, Ural và LAM, khiến việc so sánh trực tiếp hệ gene của chúng không thể thực hiện được. Vì vậy, quá trình so sánh đối chiếu được tiến hành trên phạm vi rộng hơn là toàn bộ hệ gene của vi khuẩn lao có mặt trên cơ sở dữ liệu GenBank. Danh mục các SNPs không biểu hiện thành tính trạng được xây dựng dựa vào sự so sánh các SNPs được tìm ra trong các hệ gene ở cùng một nhóm phân loài. Để phục vụ các bước phân tích chức năng tiếp theo, tất cả protein có SNPs được sắp vào 20 lớp chức năng khác nhau dựa trên Clusters of Orthologous Groups (COG). Các mẫu vi khuẩn lao này đã được kiểm chứng mức độ kháng thuốc và đều mang những đột biến đã biết có liên hệ với kháng thuốc. Các SNPs không trùng lặp của mẫu khuẩn lao siêu kháng thuốc thuộc họ Beijing CTRI-4 XDR đã được so sánh chi tiết hơn với các SNP của 14 mẫu khuẩn lao siêu kháng thuốc khác thuộc cùng họ được lấy ở Nga. Trong nhóm các mẫu này, những đột biến chung được xác định là những đột biến đặc trưng ở gene thuộc cơ chế repair, replication và recombination (COG category L). Những SNPs khác được tìm thấy ở CTRI-4 XDR có thể đóng vai trò quan trọng trong việc thích ứng với môi trường và kháng lại các loại thuốc điều trị bệnh lao của chủng vi khuẩn lao này.

Link bài báo trên cơ sở dữ liệu PubMed: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23437175