Кулаковский А.Ю.

Эволюция геномов бактерий, развивающих сопротивляемость к антибиотикам
Кулаковский Андрей Юрьевич
Студент
Московский Государственный Университет имени М.В.Ломоносова,
физический факультет, Москва, Россия
E-mail: kulakovskiy@gmail.com
Сравнительный анализ геномов бактерий выявил наличие участков генома, так
называемых геномных островков, появившихся в результате горизонтального переноса [1].
Была установлена связь геномных островков с вирулентностью [2] и сопротивляемостью к
антибиотикам [3]. Технологии секвенирования нового поколения сделали возможным
быстрое получение последовательностей геномов одного и того же вида бактерий,
развивающих сопротивляемость к антибиотикам. Были документированы геномные
перестановки, связанные с возникновением сопротивляемости к антибиотикам у
бактерий[4]. Нами произведен анализ генетических островков для 1570 бактерий из базы
данных IslandViewer [4] , а также данных секвенирования нового поколения для геномов
рода Pneumococcus [5]. Ранее нами была произведена аннотация геномов бактерий
структурами типа стебель-петля; аннотация доступна на ftp-сайте[6]. Произведено
исследование роли вторичных структур ДНК, в частности структур типа стебель-петля в
формировании геномных островков. Было обнаружено, вопреки ожиданию, статистически
значимое (p<0.05) обеднение прилегающих к геномным островкам областей у 43%
проанализированных геномов, в то время как для 20% геномов обнаружено статистически
значимое обогащение. Был исследован отдельный класс мобильных генов, транспосаз, и
было обнаружено два класса генов по степени обогащения или обеднения прилегающих
областей структурами типа стебель-петля. Все эти данные свидетельствуют о важной роли
данных структур в организации геномов бактерий. Планируется исследование роли
структур типа стебель-петля в реорганизации геномов, развивающих сопротивляемость к
антибиотикам.
Литература
1.
Langille M.G.I., Hsiao W.W.L., Brinkman F.S.L. Detecting genomic islands using
bioinformatics approaches. // Nat. Rev. Microbiol. Nature Publishing Group, 2010. Vol. 8,
№ 5. P. 373–382.
2.
Ho Sui S.J. et al. The association of virulence factors with genomic islands. // PLoS One.
2009. Vol. 4, № 12. P. e8094.
3.
Didelot X. et al. Transforming clinical microbiology with bacterial genome sequencing. //
Nat. Rev. Genet. Nature Publishing Group, 2012. Vol. 13, № 9. P. 601–612.
4.
Dhillon B.K. et al. IslandViewer update: Improved genomic island discovery and
visualization. // Nucleic Acids Res. 2013. Vol. 41, № Web Server issue. P. W129–32.
5.
Golubchik T., Brueggemann A., Street T. Pneumococcal genome sequencing tracks a
vaccine escape variant formed through a multi-fragment recombination event // Nat. ….
2012. Vol. 44, № 3. P. 352–355.
6.
Структуры стебель-петля [Online]. URL: ftp://dnapunctuation.phys.msu.ru.