Metagenomiczna analiza gruzlicy

W 1994 r. Odkryto kryptę zawierającą 242 ciała w Vác na Węgrzech. Wiele ciał było naturalnie zmumifikowanych, w tym szczątki Terézia Hausmann (zwane dalej Ciałem 68 w Dodatku Dodatkowym, dostępne wraz z pełnym tekstem tego listu), który zmarł 25 grudnia 1797 r. W wieku 28 lat. 1,2 Zdjęcie RTG klatki piersiowej było wyraźne, ale wyniszczenie cachectic ciała było zgodne z rozpoznaniem gruźlicy. W poprzednim badaniu, analizy molekularne próbki klatki piersiowej uzyskanej z ciała potwierdziły rozpoznanie gruźlicy i dostarczyły pewnych ograniczonych danych genotypowych oraz informacji ilościowych, które sugerowały wyjątkowo dobrą ochronę DNA mykobakterii.1,2 Większość wcześniejszych prób odzyskania prątków DNA z próbek historycznych lub starożytnych opierała się na amplifikacji łańcuchowej reakcji polimerazy (PCR), co wiązało się z ryzykiem przeniesienia i zanieczyszczenia produktu. Alternatywną metodą jest wychwytywanie hybryd yzacyjne 3, ale podobnie jak w przypadku PCR, polega ona na ukierunkowaniu znanych sekwencji i uciążliwym opracowywaniu testów dla każdego szczepu lub gatunku. Termin metagenomika odnosi się do otwartego sekwencjonowania DNA odzyskanego z niehodowanych próbek bez docelowej amplifikacji lub wzbogacania. Zastosowaliśmy to podejście do wykrywania sekwencji DNA z Mycobacterium tuberculosis w próbce uzyskanej z mumii. Stosując metody opisane wcześniej, 1,2 wyekstrahowaliśmy DNA z pojedynczej próbki tkanki płucnej i zsekwencjonowaliśmy DNA w pojedynczym cyklu Illumina MiSeq, zgodnie z instrukcjami producenta (dokładniejszy opis naszych metod i wyników znajduje się w dodatkowym dodatku ). Uzyskaliśmy 5,5 miliona odczytów na koniec pary (zdeponowanych w archiwum Sequence Read z numerem dostępu SRP018736). Mniej niż 1% odczytów jest dopasowanych do ludzkiego genomu, podczas gdy 8% porównuje się ze szczepem referencyjnym M. tuberculosis H37Rv; była to średnia g łębokość pokrywania próbki przez 32 × genomu M. tuberculosis (patrz Dodatek dodatkowy). Ponieważ nie hodowaliśmy M. tuberculosis ani nie przeprowadziliśmy żadnych specyficznych dla M. tuberculosis analiz PCR w naszym laboratorium, a ponieważ uzyskaliśmy głębokie i równomierne pokrycie genomowe, uważamy, że prawdopodobieństwo uzyskania bardzo małych sekwencji artefaktycznych z powodu zanieczyszczenia. Ryc. 1. Ryciny 1. Związki między prątkiem szczepu M. tubobacterium tuberculosisReference H37Rv, niemieckim szczepem epidemicznym 7199/99 i wykryciem szczepów w mumii. Szczepy M1 i M2 utraciły miejsce Rv3018A-Rv3021c, cechę wspólną także dla szczepu 7199/99. W porównaniu z H37Rv wszystkie trzy szczepy mają ze sobą 300 polimorfizmów pojedynczego nukleotydu (SNP). Pomiędzy M1 i M2 występuje delecja loci Rv2101, Rv2102 i Rv2270-Rv2280. M2 i 7199/99 (które są blisko spokrewnione ze szczepami Haarlem i Erdman) dzielą dodatkowe 398 SNP, które nie są obec ne w M1. Szczep 7199/99 zawiera trzy dalsze delecje i dodatkowe 164 SNP w porównaniu z M2. Kiedy porównaliśmy metagenomię M. tuberculosis czyta z H37Rv, znaleźliśmy dowody, że dana osoba miała mieszaną infekcję z dwoma genotypami M. tuberculosis (patrz dodatek dodatkowy). W poprzednich badaniach spoligotypowania zidentyfikowano dwa genotypy w próbkach otrzymanych z rodziny Hausmann 1, a niedawny przegląd współczesnej gruźlicy uwypuklił znaczenie infekcji mieszanych, szczególnie na obszarach, na których gruźlica jest wysoce endemiczna.4 Z wzorców delecji w M. metagenome gruźlicy w mumii w stosunku do H37Rv, dochodzimy do wniosku, że oba szczepy w mumii przypominają szczep od wybuchu, który wystąpił w Niemczech od 1998 do 2010 r. (ryc. S1 i S2 w dodatku uzupełniającym) .5 Jeden szczep od mumii, M2 był bardziej podobny do szczepu epidemicznego (7199/99) niż drugi szczep, M1 (Figura 1). Badanie to pokazuje siłę analizy metagenomicznej w dostarczaniu inf ormacji z historycznych, a może nawet współczesnych okazów. Jacqueline Z.-M. Chan, Ph.D. Martin J. Sergeant, Ph.D. University of Warwick, Coventry, Wielka Brytania Oona Y.-C. Lee, Ph.D. David E. Minnikin, D.Phil. Gurdyal S. Besra, Ph.D. University of Birmingham, Birmingham, Wielka Brytania Ilidkó Pap, Ph.D. Węgierskie Muzeum Historii Naturalnej, Budapeszt, Węgry Mark Spigelman, Ph.D. Uniwersytet Tel Aviv, Tel Awiw, Izrael Helen D. Donoghue, Ph.D. University College London, Londyn, Wielka Brytania Mark J. Pallen, MD, Ph.D. University of Warwick, Coventry, Wielka Brytania m ac.uk Formularze ujawnień dostarczone przez autorów są dostępne wraz z pełnym tekstem tego listu na stronie. 5 Referencje1. Fletcher HA, Donoghue HD, Taylor GM, van der Zanden AGM, Spigelman M. Analiza molekularna DNA Mycobacterium tuberculosis z rodziny Węgrów z XVIII wieku. Microbiology 2003; 149: 143-151 Crossref Web of Science Medline 2. Fletcher HA, Donoghue HD, Holton J, Pap I [podobne: stomatolog pruszków, Implanty Stomatologiczne, Stomatolog Kraków ]