Staphylococcus aureus las bacterias son la causa principal de piel, tejidos blandos y varios otros tipos de infecciones. El estafilococo también es una amenaza pública mundial debido al rápido aumento de las cepas resistentes a los antibióticos, incluida la resistente a la meticilina Staphylococcus aureus o MRSA. Sin embargo, el estafilococo también comúnmente coloniza nuestros conductos nasales y otras partes del cuerpo sin daño. Para comprender mejor estas bacterias y desarrollar tratamientos más efectivos, los investigadores de la Universidad de California en San Diego examinaron no solo un genoma representativo de estafilococos, sino el-genoma ": los genomas de 64 cepas diferentes que difieren en el lugar donde viven, los tipos de huéspedes que infectan y sus perfiles de resistencia a los antibióticos.
Este esfuerzo, publicado el 6 de junio por el Actas de la Academia Nacional de Ciencias , coloca todos los genes Staph en una de dos categorías: el genoma central o el genoma prescindible.
El estudio fue el resultado de una colaboración entre Bernhard Palsson, PhD, Profesor Distinguido de Bioingeniería y Pediatría, y Victor Nizet, MD, profesor de pediatría y farmacia. Los experimentos fueron realizados principalmente por Jonathan Monk, entonces un estudiante graduado en el laboratorio de Palsson.
"Lo más emocionante de este estudio es la capacidad computacional de analizar tantas cepas simultáneamente, un número ilimitado, realmente, para comprender mejor las interrelaciones entre el metabolismo fundamental de los organismos y su virulencia, o la capacidad de causar enfermedades humanas", dijo Nizet, pediatra e investigadora de enfermedades infecciosas.
Palsson es pionero en biología de sistemas, un campo científico que combina métodos experimentales y computacionales para capturar una visión de múltiples capas de los sistemas vivos complejos y cómo funcionan. En este estudio, Monk y Palsson utilizaron modelos a escala del genoma - computadorasimulaciones: del metabolismo de estafilococos para analizar sistemáticamente la capacidad de 64 cepas de estafilococos para prosperar en más de 300 entornos diferentes.
En promedio, un solo genoma de estafilococo codifica 2.800 genes. Pero aquí los investigadores encontraron un total de 7.457 genes en 64 cepas de la bacteria, el pangenoma de estafilococos. Diecinueve por ciento del pangenoma 1.441 genes constituidolo que el equipo llama el "genoma central", refiriéndose a los genes esenciales para la vida y codificados por todas las cepas. Por el contrario, la gran mayoría del pangenoma de Staph era prescindible y más variable entre las cepas: 39 por ciento 2,871 genes se consideraron "accesorios", lo que significa que estaban presentes en algunas cepas, pero no en todas, y el 42 por ciento restante 2,871 genes "únicas", lo que significa que se encontraron en una sola cepa.
Los genes prescindibles otorgan ventajas a las cepas que las poseen en condiciones ambientales particulares, como la adaptación a distintos espacios de vida, la capacidad de colonizar nuevos huéspedes humanos o animales y la resistencia a los antibióticos.
"El conocimiento de una sola cepa nunca es suficiente para representar una especie completa", dijo Palsson. "Ahora, el pangenoma de Staph podría ayudarnos a ser más inteligentes sobre nuestros análisis de virulencia bacteriana y cómo las bacterias responden o resisten a los antibióticos".
"Este estudio proporciona una hoja de ruta esencial, una que describe lo que significa ser Staphylococcus aureus ", dijo Nizet." Ahora podemos usar esta información para probar cualquier número de hipótesis. Por ejemplo, podríamos identificar un sistema que sea esencial para la vida de la bacteria y ahora podemos llevar esa información al laboratorio, estudiar esos genesy las proteínas que codifican en profundidad, y detectan nuevas terapias que se dirigen específicamente a esa vía ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California, San Diego Health Sciences . Original escrito por Heather Buschman. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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