Komparativní genomová sekvenace (CGS): nový typ sekvenování bakteriálních genomů.

MATĚJKOVÁ, Petra a David ŠMAJS. Komparativní genomová sekvenace (CGS): nový typ sekvenování bakteriálních genomů. In X. Pracovní setkání biochemiků a molekulárních biologů. Sborník příspěvků. Brno: Masarykova univerzita v Brně. s. 12-13. ISBN 80-210-3942-6. 2006.

Základní údaje

• Originální název: Komparativní genomová sekvenace (CGS): nový typ sekvenování bakteriálních genomů.
• Název česky: Komparativní genomová sekvenace (CGS): nový typ sekvenování bakteriálních genomů.
• Název anglicky: Comparative genome sequencing (CGS): New sequencing strategy for bacterial genomes.
• Autoři: MATĚJKOVÁ, Petra a David ŠMAJS.
• Vydání: Brno, X. Pracovní setkání biochemiků a molekulárních biologů. Sborník příspěvků. od s. 12-13, 2 s. 2006.
• Nakladatel: Masarykova univerzita v Brně

Další údaje

• Originální jazyk: čeština
• Typ výsledku: Stať ve sborníku
• Obor: Genetika a molekulární biologie
• Stát vydavatele: Česká republika
• Utajení: není předmětem státního či obchodního tajemství
• Organizační jednotka: Lékařská fakulta
• ISBN: 80-210-3942-6
• Klíčová slova anglicky: Comparative genome sequencing; bacterial genomes; T. pallidum
• Štítky: bacterial genomes, comparative genome sequencing, T. pallidum

Anotace

Rod Treponema zahrnuje několik blízce příbuzných patogenních zástupců. Tyto druhy a poddruhy se liší mírou patogenity a invazivity pro člověka a nelze je morfologicky ani serologicky navzájem odlišit. Komparativní genomické studie pomocí DNA microarray čipů a metody whole genome fingerprinting ukazují na vysokou sekvenční příbuznost patogenních treponem. Pořadí genů na chromozomech je nezměněno a nebyly zjištěny oblasti rozsáhlých delecí a inzercí genetického materiálu ve smyslu ostrovů patogenity. Sekvenční rozdíly zodpovědné za odlišnou klinickou manifestaci treponemálních infekcí pravděpodobně zahrnují jednonukleotidové záměny a krátké delece a inzerce. Komparativní genomová sekvenace (CGS) představuje alternativu klasického sekvenování dideoxyterminátorovou metodou pro blízce příbuzné genomy. Byl připraven hybridizační oligonukleotidový čip na základě genomové sekvence T. pallidum subsp. pallidum Nichols. Čip obsahuje sadu 29-merů překrývajících se vzájemně o 22 bází a to v rozsahu celého chromozomu T. pallidum a zahrnuje sekvence obou polynukleotidových řetězců, celkem 325.138 hybrididizačních prób. Na základě hybridizace fluorescenčně značené DNA kmene Nichols a vyšetřovaného kmene na dvou jednotlivých čipech bylo v tzv. mapovací fázi komparativní genomové analýzy dosaženo přesného označení úseků genomu, kde jsou sekvence odlišné. Na základě výsledků mapovací fáze byl pro každý z vyšetřovaných kmenů navrhnut další, tzv. resekvenační čip s cílem jednoznačně určit jednonukleotidové záměny v příslušných pozicích. Místa v genomu, u nichž se nepodařilo identifikovat SNP, představují shluky SNP nebo krátké delece a inzerce a tyto byly podrobeny klasické sekvenaci. V genomu T. pallidum subsp. pallidum SS14 bylo identifikováno 231 SNP. Klasické sekvenaci bylo podrobeno 18 úseků genomu. Celkem bylo nalezeno 317 SNP, 10 delecí a 12 inzercí (o délce 1-64 bp). V genomu T. pallidum subsp. pertenue Samoan D bylo nalezeno 904 SNP a ke klasické sekvenaci je doporučeno 79 úseků. V genomu T. paraluiscuniculi Cuniculi A bylo identifikováno 5933 SNP a klasicky sekvenovat je nutno více než 500 úseků genomu. Sekvenční rozdíly mezi genomy blízce příbuzných treponem zjištěné metodou CGS byly použity pro definování vnitro- a mezipoddruhové variability T. pallidum a vytipování kandidátních úseků pro screening většího počtu klinických izolátů jednotlivých poddruhů.

Anotace anglicky

Oligonucleotide hybridization chip was constructed based on the genome sequence of T. pallidum ssp. pallidum Nichols. This array contains a set of 29-mers covering both strands and spaced 7 nucleotides apart (i.e. 325,138 hybridization probes). After hybridization of fluorescently labeled DNA of the target strain to the chip, genome regions of different sequence were identified. Results of the mapping phase were used to design resequencing chip. Resequencing chip was used to identify individual single nucleotide polymorphisms (SNPs). Regions where SNP identification was not successful contained short indels and/or SNP clusters and these regions were sequenced using dideoxyterminator method (DDT). To obtain complete genome sequence of examined strains CGS found changes were combined with WGF results. WGF represents complementary method to hybridization comparison, because it enables detection of inserted sequences which is a limitation of hybridization methods in general. We performed comparison of SS14, Samoan D and Cuniculi A strains to Nichols strain. Mapping phase of T. pallidum ssp. pallidum SS14 genome showed 20 hypervariable regions not suitable for further hybridization analysis. Resequencing array revealed 231 SNPs. We found altogether 320 SNPs, 11 deletions and 15 insertions (1-1255 bp in lenght). In T. pallidum ssp. pertenue Samoan D genome, 904 SNPs were identified and 79 regions need to be DDT sequenced. In T. paraluiscuniculi Cuniculi A genome 5933 SNPs were discovered and more than 500 regions are recommended for DDT sequencing. Sequence differences found by CGS and WGF were used to define intra- and inter-subspecies variability of T. pallidum and to map candidate loci for screening of clinical isolates of individual subspecies. Detection of sequence changes in hypervariable regions was already used for identification of novel strains in clinical material.

Návaznosti

• GA310/04/0021, projekt VaV: Název: Postgenomické studie syfilitické spirochety Treponema pallidum

Investor: Grantová agentura ČR, Postgenomické studie syfilitické spirochety Treponema pallidum

• MSM0021622415, záměr: Název: Molekulární podstata buněčných a tkáňových regulací

Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Molekulární podstata buněčných a tkáňových regulací

• NR8967, projekt VaV: Název: Molekulární typizace kmenů a izolátů Treponema pallidum subsp. pallidum: základ pro epidemiologickou a klinickou identifikaci jednotlivých kmenů

Investor: Ministerstvo zdravotnictví ČR, Molekulární typizace kmenů a izolátů Treponema pallidum subsp. Pallidum: základ pro epidemiologickou a klinickou identifikaci jednotlivých kmenů