Геном кишечной палочки
Добавлено: 04 июн 2011, 16:16:49С испанских «огурцов-убийц» снято обвинение в том, что они стали причиной эпидемии в Германии.
Как передается возбудитель заболевания, вызвавшего в стране «огуречную панику», пока неясно, зато о нем оперативно удалось выяснить многое.
Китайские генетики установили: это новый штамм кишечной палочки, устойчивый к антибиотикам и обладающий многими другими неприятными свойствами.
Британский микробиолог профессор Пол Хантер- "о перспективах борьбы с супертоксичным мутантом":
В поисках причины кишечной эпидемии, разразившейся в Германии, произошел существенный прогресс.
Во-первых, как мы и предполагали, выдвинутая немцами «овощная теория», согласно которой источником заражения патогенной кишечной палочкой, унесшего жизни почти двух десятков человек, являются импортированные овощи, буквально за один день рухнула.
Как показали анализы, оперативно проведенные на испанских фермах, демонизированный немцами испанский огурец не несет на себе никакой экзотической бациллы и, скорей всего, в смерти немецких граждан не виновен.
Бактериальный секс с последствиями: Кишечная инфекция в Германии, унесшая уже больше десяти человеческих жизней, подтверждает, что мы до сих пор не понимаем механизм и настоящее эволюционное значение горизонтального переноса генов ...
Пока испанцы восстанавливают репутацию, подсчитывают нанесенные убытки и сочиняют иски, поиски источников заражения, сильно осложненные тем, что симптомы отравления «плохой» кишечной палочкой проявляются через 10–15 дней после ее попадания в организм, продолжаются.
Вообще непонятно, почему именно овощи оказались в первых рядах подозреваемых.
Как известно, заражение патогенными E. coli с тем же успехом происходит через плохо обработанное мясо и молочные продукты. Так что осмелимся сделать еще один прогноз: с большой вероятностью «овощную» версию сменит версия «мясная», а место испанских огурцов займет вызывающий дежурный ужас вегетарианцев
Вторая подвижка – наконец-то назван по имени виновник суматохи.
Ион-водородное секвенирование
В технологии ион-водородного секвенатора используется хорошо известный биохимический процесс: при встраивании нуклеотида с помощью полимеразы в растущую цепь ДНК происходит выделение иона водорода, что можно зафиксировать изменением напряжения pH-чувствительной поверхности. Основным компонентом секвенатора является полупроводниковый микрочип, включающий миллионы ячеек — pH-чувствительных сенсоров. При секвенировании в каждую такую ячейку попадает микросфера с иммобилизованными клонами секвенируемой ДНК. Последовательное присоединение определенных нуклеотидов к цепи ДНК с последующим выделением иона водорода фиксируется сенсором. Таким образом, секвенирование образом проводится параллельно на всех ячейках чипа, и за один запуск прибора возможно считывание десятков и сотен миллионов последовательностей нуклеотидов с очень высокой точностью.
За патогенные бактерии, выделенные в медицинском центре при Университете Гамбурга (именно этот город является центром эпидемии) из кала инфицированных, взялись китайские генетики. За три дня геном бактерий был расшифрован в лабораториях Пекинского института геномики с помощью ион-водородной детекции (см. врез) – метода, используемого в быстрых и относительно дешевых секвенаторах новейшего поколения.
Как гласит китайский пресс-релиз, немцы имеют дело не с E. coli O157:H7, как предполагалось, а с E.coli серотипа O104:H4 – «абсолютно новым и отличающимся повышенной заразностью супертоксичным штаммом кишечной палочки».
Размер генома O104:H4 составляет примерно 5,2 Мб, это приблизительно 5 млн пар нуклеотидов. Сравнительный анализ показал, что 93% генов O104:H4 совпадают с генами другого штамма E.coli – EAEC 55989, вызвавшего эпидемию диареи в Центрально-Африканской Республике.
Также новый штамм содержит специфические последовательности генов, ответственные за развитие геморрагических колитов и гемолитических уремических синдромов (ГУС), наблюдаемых при заражении шига-токсичными кишечными палочками (то есть патогенными E.coli, продуцирующими токсин, сходный с токсином, выделяемым возбудителем дизентерии Shigella dysenteriae). Известно, что именно ГУС стал причиной смерти 17 человек в Германии.
Также найдены гены, отвечающие за невосприимчивость бактерий к антибиотикам, в частности аминогликозиду, макролидам и, что самое неприятное, бета-лактамным антибиотикам (пенициллинам, цефалоспоринам, карбапенемам), составляющим основу современной антибактериальной химиотерапии.
Все это крайне затрудняет (если делает возможным вообще) лечение разразившейся инфекции антибиотиками.
Таким образом, если отбросить теорию заговора мировой закулисы, изобретшей новое биологическое оружие массового поражения, а также ненаучные домыслы противников ГМО, считающих, что генетики могли искусственно спровоцировать патогенную мутацию E. coli (которые и так происходят ежесекундно естественным путем), новый штамм E. coli представляет собой очередной продукт стихийного творчества бактерий, умеющих повышать свое генетическое разнообразие методом прямого обмена опытом, то есть с помощью горизонтального переноса генов.
Ускорит ли расшифровка генома новой патогенной E. сoli сокращение масштабов эпидемии?
Напрямую вряд ли.
Вегетарианство от кровавого поноса
Кишечная палочка бессильна против вегетарианцев. Как выясняется, чтобы отравить клетки кишечника, ей нужен особый сахар, который человек сам не синтезирует. В организм он попадает только с мясом и молоком....[urlhttp://www.gazeta.ru/science/2008/10/30_a_2869199.shtml]читать далее[/url]
Секвенирование нового штамма поможет скорей в правильной диагностике кишечных инфекций. Что касается новых антибиотиков, то разработка препаратов, избирательно действующих на патогенные штаммы E. coli, ведется уже давно, но универсальное лекарство против поноса вряд ли будет получено в ближайшем будущем: «правильные» и «неправильные» кишечные палочки являются, по сути, идентичными микробами, только с разным запасом «знаний». К тому же они умеют быстро приспосабливаться к убивающим их химическим соединениям.
Так что древним симбионтам бактерий, то есть нам с вами, чтобы не терять время в туалете, ничего не остается, кроме как следить за чистотой продуктов и мыть руки перед едой, а также серьезно подумать о переходе на вегетарианскую диету.
Кстати, повышенная резистентность патогенных E. coli, живущих в кишечнике у домашнего скота, к антибиотикам объясняется в том числе активным использованием антибиотиков в животноводстве.
Неприятные события в Германии, «огуречную панику» и новость о расшифровке генома нового штамма патогенной палочки «Газета.Ru» попросила прокомментировать профессора Норвичской школы медицины при Университете Новой Англии Пола Хантера – микробиолога, специалиста по инфекционным кишечным заболеваниям и главного редактора Journal of Water and Health.
– В чем ключевая разница между E.coli O104:H4 и другими серотипами группы O104, в частности O104:21, вызвавшего эпидемию геморрагического колита в Монтане (США) в 1994 году?
– Похоже, это действительно новый штамм, со специфическим патогенезом и не похожий ни на какие предыдущие известные, хотя, скорей всего, ему предшествовали промежуточные «родительские» стадии.
– Секвенирование нового штамма показало 93-процентное совпадение со штаммом, ответственным за эпидемию диареи в Центральной Африке. Означает ли это, что после неподтвержденного «испанского» следа теперь мы имеем дело с «африканским»?
– Нет. Скорее всего, это говорит лишь, что у нового штамма большое количество одинаковых генов с другим штаммом, но автоматически это не означает, что новый штамм произошел от африканского.
– Что может провоцировать горизонтальный перенос генов?
– Это постоянный процесс, и горизонтальный перенос генов между бактериями происходит в вашем животе все время. В большинстве случаев никаких видимых эффектов он не продуцирует, играя чаще роль трансфера резистентности к антибиотикам и более редко – вирулентных факторов, что, похоже, и произошло в случае с кишечной эпидемией в Германии.
– Может ли локальная эпидемия E.coli O104:H4 в Германии спровоцировать глобальную эпидемию?
– Это не исключено. По всей вероятности, очень похожий штамм E. coli O157 возник локально в конце 70-х годов прошлого века, но распространился повсеместно благодаря домашнему скоту и сейчас провоцирует регулярные вспышки кишечных инфекций по всему миру.
– Можно ли разработать универсальную вакцину против патогенных E. coli?
– Вряд ли.
– Можно ли искусственно получать «плохие» штаммы кишечной палочки, наносящие особенно тяжелый вред здоровью, и использовать их в качестве оружия массового поражения?
– Можно, но не думаю, что мы имеем дело с таким сценарием в данном случае.
– Сколько времени потребуется, чтобы найти антибиотик, эффективный против штамма O104:H4?
–В большинстве случаев желательно вообще не лечить подобные инфекции антибиотиками.
– «Огуречная» версия отпала. Какие остаются?
– Неудивительно, что огурцы оказались не виноваты: их легко обрабатывать, и, в отличие от тех же листьев салата (возможной причины частых локальных кишечных эпидемий по обе стороны Атлантики), на их поверхности мало уголков, где могут накопиться патогенные бактерии.
– В таком случае как обезопасить себя от заражения через салаты?
– Убедитесь, что салат не рос в грунте, недавно удобренном навозом, и тщательно мойте его перед тем, как подавать на стол.
– Правильно ли утверждать, что эпидемии, подобные сегодняшней, происходят в мире регулярно, но мы их просто не замечаем, потому что во многих (особенно не таких развитых, как Германия) странах не налажен соответствующий мониторинг?
– Абсолютно правильно.
Читать полностью: http://www.gazeta.ru/science/2011/06/03_a_3637041.shtml
Как передается возбудитель заболевания, вызвавшего в стране «огуречную панику», пока неясно, зато о нем оперативно удалось выяснить многое.
Китайские генетики установили: это новый штамм кишечной палочки, устойчивый к антибиотикам и обладающий многими другими неприятными свойствами.
Британский микробиолог профессор Пол Хантер- "о перспективах борьбы с супертоксичным мутантом":
В поисках причины кишечной эпидемии, разразившейся в Германии, произошел существенный прогресс.
Во-первых, как мы и предполагали, выдвинутая немцами «овощная теория», согласно которой источником заражения патогенной кишечной палочкой, унесшего жизни почти двух десятков человек, являются импортированные овощи, буквально за один день рухнула.
Как показали анализы, оперативно проведенные на испанских фермах, демонизированный немцами испанский огурец не несет на себе никакой экзотической бациллы и, скорей всего, в смерти немецких граждан не виновен.
Бактериальный секс с последствиями: Кишечная инфекция в Германии, унесшая уже больше десяти человеческих жизней, подтверждает, что мы до сих пор не понимаем механизм и настоящее эволюционное значение горизонтального переноса генов ...
Пока испанцы восстанавливают репутацию, подсчитывают нанесенные убытки и сочиняют иски, поиски источников заражения, сильно осложненные тем, что симптомы отравления «плохой» кишечной палочкой проявляются через 10–15 дней после ее попадания в организм, продолжаются.
Вообще непонятно, почему именно овощи оказались в первых рядах подозреваемых.
Как известно, заражение патогенными E. coli с тем же успехом происходит через плохо обработанное мясо и молочные продукты. Так что осмелимся сделать еще один прогноз: с большой вероятностью «овощную» версию сменит версия «мясная», а место испанских огурцов займет вызывающий дежурный ужас вегетарианцев
Вторая подвижка – наконец-то назван по имени виновник суматохи.
Ион-водородное секвенирование
В технологии ион-водородного секвенатора используется хорошо известный биохимический процесс: при встраивании нуклеотида с помощью полимеразы в растущую цепь ДНК происходит выделение иона водорода, что можно зафиксировать изменением напряжения pH-чувствительной поверхности. Основным компонентом секвенатора является полупроводниковый микрочип, включающий миллионы ячеек — pH-чувствительных сенсоров. При секвенировании в каждую такую ячейку попадает микросфера с иммобилизованными клонами секвенируемой ДНК. Последовательное присоединение определенных нуклеотидов к цепи ДНК с последующим выделением иона водорода фиксируется сенсором. Таким образом, секвенирование образом проводится параллельно на всех ячейках чипа, и за один запуск прибора возможно считывание десятков и сотен миллионов последовательностей нуклеотидов с очень высокой точностью.
За патогенные бактерии, выделенные в медицинском центре при Университете Гамбурга (именно этот город является центром эпидемии) из кала инфицированных, взялись китайские генетики. За три дня геном бактерий был расшифрован в лабораториях Пекинского института геномики с помощью ион-водородной детекции (см. врез) – метода, используемого в быстрых и относительно дешевых секвенаторах новейшего поколения.
Как гласит китайский пресс-релиз, немцы имеют дело не с E. coli O157:H7, как предполагалось, а с E.coli серотипа O104:H4 – «абсолютно новым и отличающимся повышенной заразностью супертоксичным штаммом кишечной палочки».
Размер генома O104:H4 составляет примерно 5,2 Мб, это приблизительно 5 млн пар нуклеотидов. Сравнительный анализ показал, что 93% генов O104:H4 совпадают с генами другого штамма E.coli – EAEC 55989, вызвавшего эпидемию диареи в Центрально-Африканской Республике.
Также новый штамм содержит специфические последовательности генов, ответственные за развитие геморрагических колитов и гемолитических уремических синдромов (ГУС), наблюдаемых при заражении шига-токсичными кишечными палочками (то есть патогенными E.coli, продуцирующими токсин, сходный с токсином, выделяемым возбудителем дизентерии Shigella dysenteriae). Известно, что именно ГУС стал причиной смерти 17 человек в Германии.
Также найдены гены, отвечающие за невосприимчивость бактерий к антибиотикам, в частности аминогликозиду, макролидам и, что самое неприятное, бета-лактамным антибиотикам (пенициллинам, цефалоспоринам, карбапенемам), составляющим основу современной антибактериальной химиотерапии.
Все это крайне затрудняет (если делает возможным вообще) лечение разразившейся инфекции антибиотиками.
Таким образом, если отбросить теорию заговора мировой закулисы, изобретшей новое биологическое оружие массового поражения, а также ненаучные домыслы противников ГМО, считающих, что генетики могли искусственно спровоцировать патогенную мутацию E. coli (которые и так происходят ежесекундно естественным путем), новый штамм E. coli представляет собой очередной продукт стихийного творчества бактерий, умеющих повышать свое генетическое разнообразие методом прямого обмена опытом, то есть с помощью горизонтального переноса генов.
Ускорит ли расшифровка генома новой патогенной E. сoli сокращение масштабов эпидемии?
Напрямую вряд ли.
Вегетарианство от кровавого поноса
Кишечная палочка бессильна против вегетарианцев. Как выясняется, чтобы отравить клетки кишечника, ей нужен особый сахар, который человек сам не синтезирует. В организм он попадает только с мясом и молоком....[urlhttp://www.gazeta.ru/science/2008/10/30_a_2869199.shtml]читать далее[/url]
Секвенирование нового штамма поможет скорей в правильной диагностике кишечных инфекций. Что касается новых антибиотиков, то разработка препаратов, избирательно действующих на патогенные штаммы E. coli, ведется уже давно, но универсальное лекарство против поноса вряд ли будет получено в ближайшем будущем: «правильные» и «неправильные» кишечные палочки являются, по сути, идентичными микробами, только с разным запасом «знаний». К тому же они умеют быстро приспосабливаться к убивающим их химическим соединениям.
Так что древним симбионтам бактерий, то есть нам с вами, чтобы не терять время в туалете, ничего не остается, кроме как следить за чистотой продуктов и мыть руки перед едой, а также серьезно подумать о переходе на вегетарианскую диету.
Кстати, повышенная резистентность патогенных E. coli, живущих в кишечнике у домашнего скота, к антибиотикам объясняется в том числе активным использованием антибиотиков в животноводстве.
Неприятные события в Германии, «огуречную панику» и новость о расшифровке генома нового штамма патогенной палочки «Газета.Ru» попросила прокомментировать профессора Норвичской школы медицины при Университете Новой Англии Пола Хантера – микробиолога, специалиста по инфекционным кишечным заболеваниям и главного редактора Journal of Water and Health.
– В чем ключевая разница между E.coli O104:H4 и другими серотипами группы O104, в частности O104:21, вызвавшего эпидемию геморрагического колита в Монтане (США) в 1994 году?
– Похоже, это действительно новый штамм, со специфическим патогенезом и не похожий ни на какие предыдущие известные, хотя, скорей всего, ему предшествовали промежуточные «родительские» стадии.
– Секвенирование нового штамма показало 93-процентное совпадение со штаммом, ответственным за эпидемию диареи в Центральной Африке. Означает ли это, что после неподтвержденного «испанского» следа теперь мы имеем дело с «африканским»?
– Нет. Скорее всего, это говорит лишь, что у нового штамма большое количество одинаковых генов с другим штаммом, но автоматически это не означает, что новый штамм произошел от африканского.
– Что может провоцировать горизонтальный перенос генов?
– Это постоянный процесс, и горизонтальный перенос генов между бактериями происходит в вашем животе все время. В большинстве случаев никаких видимых эффектов он не продуцирует, играя чаще роль трансфера резистентности к антибиотикам и более редко – вирулентных факторов, что, похоже, и произошло в случае с кишечной эпидемией в Германии.
– Может ли локальная эпидемия E.coli O104:H4 в Германии спровоцировать глобальную эпидемию?
– Это не исключено. По всей вероятности, очень похожий штамм E. coli O157 возник локально в конце 70-х годов прошлого века, но распространился повсеместно благодаря домашнему скоту и сейчас провоцирует регулярные вспышки кишечных инфекций по всему миру.
– Можно ли разработать универсальную вакцину против патогенных E. coli?
– Вряд ли.
– Можно ли искусственно получать «плохие» штаммы кишечной палочки, наносящие особенно тяжелый вред здоровью, и использовать их в качестве оружия массового поражения?
– Можно, но не думаю, что мы имеем дело с таким сценарием в данном случае.
– Сколько времени потребуется, чтобы найти антибиотик, эффективный против штамма O104:H4?
–В большинстве случаев желательно вообще не лечить подобные инфекции антибиотиками.
– «Огуречная» версия отпала. Какие остаются?
– Неудивительно, что огурцы оказались не виноваты: их легко обрабатывать, и, в отличие от тех же листьев салата (возможной причины частых локальных кишечных эпидемий по обе стороны Атлантики), на их поверхности мало уголков, где могут накопиться патогенные бактерии.
– В таком случае как обезопасить себя от заражения через салаты?
– Убедитесь, что салат не рос в грунте, недавно удобренном навозом, и тщательно мойте его перед тем, как подавать на стол.
– Правильно ли утверждать, что эпидемии, подобные сегодняшней, происходят в мире регулярно, но мы их просто не замечаем, потому что во многих (особенно не таких развитых, как Германия) странах не налажен соответствующий мониторинг?
– Абсолютно правильно.
Читать полностью: http://www.gazeta.ru/science/2011/06/03_a_3637041.shtml