stringtranslate.com

Патогеномика

Патогеномика — это область, которая использует высокопроизводительную технологию скрининга и биоинформатику для изучения кодированной устойчивости микробов, а также факторов вирулентности (VF), которые позволяют микроорганизму заражать хозяина и, возможно, вызывать заболевание. [1] [2] [3] [4] Это включает в себя изучение геномов патогенов , которые не могут быть культивированы вне хозяина. [5] В прошлом исследователи и медицинские специалисты сталкивались с трудностями в изучении и понимании патогенных признаков инфекционных организмов. [6] Благодаря новым технологиям геномы патогенов можно идентифицировать и секвенировать в гораздо более короткие сроки и с меньшими затратами, [7] [8] тем самым улучшая возможности диагностики, лечения и даже прогнозирования и предотвращения патогенных инфекций и заболеваний. [9] Это также позволило исследователям лучше понять события эволюции генома — потерю генов, приобретение, дупликацию, перестройку — и то, как эти события влияют на устойчивость патогенов и способность вызывать заболевание. [8] Этот приток информации создал потребность в биоинформатических инструментах и ​​базах данных для анализа и предоставления исследователям доступа к огромным объемам данных, [10] [11] и поднял этические вопросы о целесообразности реконструкции ранее вымерших и смертельных патогенов с целью лучшего понимания вирулентности. [12]

История

На ранних этапах изучения геномики ученые сталкивались с трудностями при секвенировании генетической информации. [13] Эта область начала бурно развиваться в 1977 году, когда доктор философии Фред Сэнгер вместе со своими коллегами секвенировал ДНК-геном бактериофага , используя метод, который сейчас известен как метод Сэнгера . [14] [15] [16] Метод Сэнгера для секвенирования ДНК экспоненциально продвинул молекулярную биологию и напрямую привел к возможности секвенировать геномы других организмов, включая полный геном человека. [14] [15]

Геном Haemophilus influenza был одним из первых геномов организмов, секвенированных в 1995 году Дж. Крейгом Вентером и Гамильтоном Смитом с использованием полногеномного дробового секвенирования. [17] [15] С тех пор были разработаны более новые и более эффективные высокопроизводительные методы секвенирования, такие как геномное секвенирование следующего поколения (NGS) и геномное секвенирование отдельных клеток. [15] В то время как метод Сэнгера позволяет секвенировать один фрагмент ДНК за раз, технология NGS позволяет секвенировать тысячи последовательностей за раз. [18] Благодаря возможности быстрого секвенирования ДНК появились новые идеи, такие как открытие того, что, поскольку прокариотические геномы более разнообразны, чем первоначально считалось, необходимо секвенировать несколько штаммов одного вида, а не только несколько. [19] E.coli была примером того, почему это важно, поскольку гены, кодирующие факторы вирулентности в двух штаммах одного вида, различаются как минимум на тридцать процентов. [19] Такие знания, наряду с более тщательным изучением геномных приобретений, потерь и изменений, дают исследователям ценную информацию о том, как патогены взаимодействуют в среде хозяина и как они способны заражать хозяев и вызывать заболевания. [19] [13]

Биоинформатика патогенов

С таким большим притоком новой информации возник более высокий спрос на биоинформатику, чтобы ученые могли должным образом анализировать новые данные. В ответ на это были разработаны программное обеспечение и другие инструменты для этой цели. [10] [20] Кроме того, по состоянию на 2008 год количество хранимых последовательностей удваивалось каждые 18 месяцев, что сделало насущной необходимость в более эффективных способах организации данных и помощи в исследованиях. [21] В ответ на это было создано множество общедоступных баз данных и других ресурсов, включая программу обнаружения патогенов NCBI, Центр интеграции ресурсов Pathosystems (PATRIC), [22] Pathogenwatch, [23] Базу данных факторов вирулентности (VFDB) патогенных бактерий, [24] [3] [21] Базу данных Victors о факторах вирулентности патогенов человека и животных. [25] До 2022 года наиболее секвенированными патогенами были Salmonella enterica и E. coli - Shigella. [10] Технологии секвенирования, биоинформатические инструменты, базы данных, статистика, связанная с геномами патогенов, и применение в судебной экспертизе, эпидемиологии, клинической практике и безопасности пищевых продуктов были тщательно рассмотрены. [10]

Анализ микробов

Патогены могут быть прокариотическими ( археи или бактерии ), одноклеточными эукариотами или вирусами . Геномы прокариот обычно легче секвенировать из-за меньшего размера генома по сравнению с эукариотами. Из-за этого существует предвзятость в сообщении о поведении патогенных бактерий . Независимо от этого предвзятости в сообщении, многие динамические геномные события схожи во всех типах патогенных организмов. Геномная эволюция происходит посредством приобретения генов, потери генов и перестройки генома, и эти «события» наблюдаются в геномах нескольких патогенов, причем некоторые бактериальные патогены испытывают все три. [13] Однако патогеномика не фокусируется исключительно на понимании взаимодействий патоген-хозяин . Понимание индивидуального или кооперативного поведения патогена дает знания о развитии или наследовании факторов вирулентности патогена. [13] Благодаря более глубокому пониманию малых субъединиц, вызывающих инфекцию, может оказаться возможным разработать новые терапевтические средства, которые будут эффективными и экономически выгодными. [26]

Причины и анализ геномного разнообразия

Динамичные геномы с высокой пластичностью необходимы для того, чтобы патогены, особенно бактерии, могли выживать в изменяющихся условиях. [19] С помощью методов высокопроизводительного секвенирования и технологий in silico можно обнаружить, сравнить и каталогизировать многие из этих динамических геномных событий. Геномное разнообразие важно при обнаружении и лечении патогена, поскольку эти события могут изменить функцию и структуру патогена. [27] [28] Необходимо анализировать более одной последовательности генома вида патогена, чтобы понять механизмы патогена. Сравнительная геномика — это методология, которая позволяет ученым сравнивать геномы различных видов и штаммов. [29] Существует несколько примеров успешных сравнительных геномных исследований, среди которых анализ Listeria [30] и Escherichia coli . [31] Некоторые исследования пытались рассмотреть разницу между патогенными и непатогенными микробами. Однако это исследование оказывается сложным, поскольку один вид бактерий может иметь много штаммов, и геномное содержимое каждого из этих штаммов различается. [31]

Эволюционная динамика

Различные штаммы микробов и геномное содержимое обусловлены различными факторами, включая три конкретных эволюционных события, которые влияют на устойчивость к патогенам и способность вызывать заболевания: а) приобретение генов, потеря генов и перестройка генома. [13]

Потеря генов и распад генома

Потеря генов происходит, когда гены удаляются. Причина, по которой это происходит, до сих пор полностью не понята, [32] хотя, скорее всего, она связана с адаптацией к новой среде или экологической нише. [33] [34] Некоторые исследователи полагают, что потеря генов может на самом деле повышать приспособленность и выживаемость среди патогенов. [32] В новой среде некоторые гены могут стать ненужными для выживания, и поэтому мутации в конечном итоге «разрешаются» для этих генов, пока они не станут неактивными « псевдогенами ». [33] Эти псевдогены наблюдаются у таких организмов, как Shigella flexneri , Salmonella enterica , [35] и Yersinia pestis . [33] Со временем псевдогены удаляются, и организмы становятся полностью зависимыми от своего хозяина как эндосимбионты или облигатные внутриклеточные патогены , как это наблюдается у Buchnera , Myobacterium leprae и Chlamydia trachomatis . [33] Эти удаленные гены также называются генами антивирулентности (AVG), поскольку считается, что они могли помешать организму стать патогенным. [33] Чтобы стать более вирулентным, заразить хозяина и остаться в живых, патоген должен был избавиться от этих AVG. [33] Обратный процесс также может происходить, как было замечено во время анализа штаммов Listeria , который показал, что уменьшенный размер генома привел к образованию непатогенного штамма Listeria из патогенного штамма. [30] Были разработаны системы для обнаружения этих псевдогенов/AVG в последовательности генома. [8]

Резюме событий динамической геномики
Генный прирост и дупликация

Одной из ключевых сил, движущих генный прирост, считается горизонтальный (латеральный) перенос генов (LGT). [36] Он представляет особый интерес в микробных исследованиях, поскольку эти мобильные генетические элементы могут вносить факторы вирулентности в новый геном. [37] Сравнительное исследование, проведенное Гиллом и др. в 2005 году, постулировало, что LGT мог быть причиной патогенных вариаций между Staphylococcus epidermidis и Staphylococcus aureus . [38] Однако по-прежнему сохраняется скептицизм относительно частоты LGT, его идентификации и его воздействия. [39] Были задействованы новые и улучшенные методологии, особенно в изучении филогенетики , для подтверждения наличия и эффекта LGT. [40] События прироста генов и дупликации генов уравновешиваются потерей генов, так что, несмотря на их динамическую природу, геном бактериального вида остается примерно того же размера. [41]

Перестройка генома

Мобильные генетические последовательности вставок могут играть роль в деятельности по перестройке генома. [42] Было обнаружено, что патогены, которые не живут в изолированной среде, содержат большое количество элементов последовательности вставок и различных повторяющихся сегментов ДНК. [19] Считается, что сочетание этих двух генетических элементов помогает опосредовать гомологичную рекомбинацию . Существуют патогены, такие как Burkholderia mallei , [43] и Burkholderia pseudomallei [44] , которые, как было показано, демонстрируют перестройки по всему геному из-за последовательностей вставок и повторяющихся сегментов ДНК. [19] В настоящее время ни одно исследование не демонстрирует события перестройки по всему геному, напрямую приводящие к патогенному поведению микроба. Это не означает, что это невозможно. Однако перестройки по всему геному способствуют пластичности бактериального генома, что может подготовить условия для других факторов для введения или потери факторов вирулентности. [19]

Однонуклеотидные полиморфизмы

Однонуклеотидные полиморфизмы , или SNP, допускают широкий спектр генетических вариаций среди людей, а также патогенов. Они позволяют исследователям оценивать различные факторы: воздействие токсинов окружающей среды, как различные методы лечения влияют на организм и что вызывает предрасположенность человека к болезням. [45] SNP играют ключевую роль в понимании того, как и почему происходят мутации. SNP также позволяют ученым картировать геномы и анализировать генетическую информацию. [45]

Пан и основные геномы

Обзор пангенома

Обзор пангенома Самое последнее определение бактериального вида относится к догеномной эре. В 1987 году было предложено, что бактериальные штаммы, демонстрирующие >70% реассоциации ДНК·ДНК и разделяющие характерные фенотипические признаки, следует считать штаммами одного и того же вида. [46] Разнообразие внутри геномов патогенов затрудняет определение общего числа генов, которые связаны со всеми штаммами вида патогена. [46] Считалось, что общее число генов, связанных с одним видом патогена, может быть неограниченным, [46] хотя некоторые группы пытаются получить более эмпирическое значение. [47] По этой причине было необходимо ввести концепцию пангеномов и основных геномов. [48] Литература по пангеному и основному геному также имеет тенденцию иметь предвзятость в отношении сообщений о прокариотических патогенных организмах. Может потребоваться проявлять осторожность при расширении определения пангенома или основного генома на другие патогенные организмы, поскольку нет никаких формальных доказательств свойств этих пангеномов. [ необходима ссылка ]

Основной геном — это набор генов, обнаруженных во всех штаммах вида патогена. [46] Пангеном — это весь генофонд для этого вида патогена, и включает гены, которые не являются общими для всех штаммов. [46] Пангеномы могут быть открытыми или закрытыми в зависимости от того, выявляет ли сравнительный анализ нескольких штаммов отсутствие новых генов (закрытый) или много новых генов (открытый) по сравнению с основным геномом для этого вида патогена. [13] В открытом пангеноме гены могут быть далее охарактеризованы как необязательные или штаммоспецифичные. Необязательные гены — это те, которые обнаружены более чем в одном штамме, но не во всех штаммах вида патогена. [48] Штаммоспецифичные гены — это те, которые обнаружены только в одном штамме вида патогена. [48] Различия в пангеномах являются отражением образа жизни организма. Например, Streptococcus agalactiae , который существует в различных биологических нишах, имеет более широкий пангеном по сравнению с более изолированной от окружающей среды Bacillus anthracis . [19] Сравнительные геномные подходы также используются для того, чтобы лучше понять пангеном. [49] Недавние открытия показывают, что число новых видов продолжает расти, и на планете насчитывается около 10 31 бактериофагов, которые заражают 10 24 других в секунду, непрерывный поток обмена генетическим материалом трудно себе представить. [46]

Факторы вирулентности

Множественные генетические элементы патогенов, поражающих человека, способствуют передаче факторов вирулентности: плазмиды , остров патогенности , профаги , бактериофаги, транспозоны, а также интегративные и конъюгативные элементы. [13] [50] Острова патогенности и их обнаружение находятся в центре внимания нескольких биоинформатических усилий, связанных с патогеномикой. [51] [52] Распространено мнение, что «штаммы бактерий окружающей среды» не способны причинять вред или наносить ущерб людям. Однако недавние исследования показывают, что бактерии из водной среды приобрели патогенные штаммы в ходе эволюции. Это позволяет бактериям иметь более широкий спектр генетических признаков и может представлять потенциальную угрозу для людей, поскольку они более устойчивы к антибиотикам. [50]

Взаимодействие микробов

Биопленка золотистого стафилококка

Взаимодействие микроба с хозяином, как правило, затмевает рассмотрение взаимодействия микроба с микробом. Однако взаимодействие микроба с микробом может привести к хроническим состояниям немощи, которые трудно понять и лечить. [9]

Биопленки

Биопленки являются примером взаимодействия микробов и микробов и, как полагают, связаны с 80% человеческих инфекций. [53] Недавно было показано, что существуют определенные гены и белки клеточной поверхности, участвующие в формировании биопленки. [54] Эти гены, а также поверхностные белки могут быть охарактеризованы с помощью методов in silico для формирования профиля экспрессии бактерий, взаимодействующих с биопленкой. [9] Этот профиль экспрессии может быть использован в последующем анализе других микробов для прогнозирования поведения микробов биопленки или для понимания того, как разрушить образование биопленки. [9]

Анализ микробов-хозяев

Патогены обладают способностью адаптироваться и манипулировать клетками хозяина, в полной мере используя клеточные процессы и механизмы клетки хозяина. [9]

Микроб может быть подвержен влиянию хозяев, чтобы либо адаптироваться к новой среде, либо научиться избегать ее. Понимание этих поведенческих особенностей даст полезные знания для потенциальных терапевтических средств. Наиболее подробный план инициатив по взаимодействию хозяина и микроба изложен в Европейской программе исследований патогенеза. [9] В ее отчете подчеркиваются следующие особенности:

Краткое изложение целей проекта «хозяин-микроб» в Европейской программе исследований патогенетики [9]

Разнообразное сообщество в кишечнике было объявлено жизненно важным для здоровья человека. Существует ряд проектов, направленных на лучшее понимание экосистем кишечника. [58] Последовательность комменсального штамма Escherichia coli SE11, например, уже была определена из фекалий здорового человека и обещает стать первым из многих исследований. [59] Благодаря геномному анализу, а также последующему анализу белков, будет изучено лучшее понимание полезных свойств комменсальной флоры в надежде понять, как создать лучшее терапевтическое средство. [60]

Перспектива Эко-Эво

«Эко-эво»-перспектива взаимодействия патогена и хозяина подчеркивает влияние экологии и окружающей среды на эволюцию патогена. [13] Динамические геномные факторы, такие как потеря генов, приобретение генов и перестройка генома, находятся под сильным влиянием изменений в экологической нише, где находится конкретный штамм микроба. Микробы могут переходить от патогенных к непатогенным из-за изменения окружающей среды. [30] Это было продемонстрировано во время исследований чумы, Yersinia pestis , которая, по-видимому, эволюционировала от слабого желудочно-кишечного патогена до очень высокопатогенного микроба посредством динамических геномных событий. [61] Для того чтобы произошла колонизация, должны произойти изменения в биохимическом составе, чтобы помочь выживанию в различных средах. Это, скорее всего, связано с механизмом, позволяющим клетке ощущать изменения в окружающей среде, тем самым влияя на изменение экспрессии генов. [62] Понимание того, как эти изменения штамма происходят от низко- или непатогенного до высокопатогенного и наоборот, может помочь в разработке новых терапевтических средств для лечения микробных инфекций. [13]

Приложения

Ребёнок получает прививки

Здоровье людей значительно улучшилось, а уровень смертности существенно снизился после Второй мировой войны из-за улучшения гигиены в связи с изменением правил общественного здравоохранения, а также более доступными вакцинами и антибиотиками. [63] Патогеномика позволит ученым расширить свои знания о патогенных и непатогенных микробах, что позволит создавать новые и улучшенные вакцины. [63] Патогеномика также имеет более широкое применение, включая предотвращение биотерроризма. [63]

Обратная вакцинология

Обратная вакцинология относительно нова. Хотя исследования все еще ведутся, были достигнуты прорывы с такими патогенами, как стрептококк и менингит . [64] Методы производства вакцин, такие как биохимические и серологические, трудоемки и ненадежны. Они требуют, чтобы патогены были in vitro , чтобы быть эффективными. [65] Новые достижения в геномной разработке помогают предсказывать почти все вариации патогенов, тем самым делая успехи в вакцинах. [65] Вакцины на основе белков разрабатываются для борьбы с резистентными патогенами, такими как стафилококк и хламидии . [64]

Противодействие биотерроризму

В 2005 году была завершена последовательность испанского гриппа 1918 года . В сочетании с филогенетическим анализом стало возможным предоставить подробный отчет об эволюции и поведении вируса, в частности, его адаптации к человеку. [66] После секвенирования испанского гриппа был также реконструирован патоген. При введении в мышей патоген оказался невероятно смертоносным. [67] [12] Атаки сибирской язвы 2001 года пролили свет на возможность биотерроризма как более реальной, чем воображаемая угроза. Биотерроризм ожидался во время войны в Ираке, когда солдатам делали прививки для атаки с использованием оспы . [68] Используя технологии и знания, полученные в результате реконструкции испанского гриппа, возможно, удастся предотвратить будущие смертоносные вспышки заболеваний. Однако существует сильная этическая обеспокоенность относительно того, необходимо ли воскрешение старых вирусов и приносит ли оно больше вреда, чем пользы. [12] [69] Лучшим способом противодействия таким угрозам является координация с организациями, которые предоставляют вакцины. Повышение осведомленности и участия значительно снизит эффективность потенциальной эпидемии. Дополнением к этой мере может стать мониторинг природных водоемов в качестве основы для предотвращения атаки или вспышки. В целом, коммуникация между лабораториями и крупными организациями, такими как Глобальная сеть оповещения о вспышках заболеваний и реагирования на них (GOARN), может привести к раннему обнаружению и предотвращению вспышек. [63]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Sharma AK, Dhasmana N, Dubey N, Kumar N, Gangwal A, Gupta M, Singh Y (март 2017 г.). «Факторы бактериальной вирулентности: секретируются для выживания». Indian Journal of Microbiology . 57 (1): 1–10. doi :10.1007/s12088-016-0625-1. PMC  5243249 . PMID  28148975.
  2. ^ "Как патогены вызывают заболевания | Микробиология". courses.lumenlearning.com . Получено 4 ноября 2019 г. .
  3. ^ ab Yang J, Chen L, Sun L, Yu J, Jin Q (январь 2008 г.). "VFDB 2008 release: an advanced web-based resource for comparative pathogenomics". Nucleic Acids Research . 36 (Database issue): D539-42. doi :10.1093/nar/gkm951. PMC 2238871 . PMID  17984080. 
  4. ^ Gwinn M, MacCannell D, Armstrong GL (март 2019 г.). «Секвенирование инфекционных патогенов следующего поколения». JAMA . 321 (9): 893–894. doi :10.1001/jama.2018.21669. PMC 6682455 . PMID  30763433. 
  5. ^ Угрозы, Форум Института медицины (США) по микробиологии (2013). Обзор семинара. National Academies Press (США) . Получено 8 ноября 2019 г.
  6. ^ Ekundayo TC, Okoh AI (2018). «Plesiomonas shigelloides, которые считались неубедительными с помощью традиционных экспериментальных подходов». Frontiers in Microbiology . 9 : 3077. doi : 10.3389/fmicb.2018.03077 . PMC 6309461. PMID  30627119 . 
  7. ^ Угрозы, Форум Института медицины (США) по микробиологии (2013). Обзор семинара. National Academies Press (США) . Получено 8 ноября 2019 г.
  8. ^ abc Lynch T, Petkau A, Knox N, Graham M, Van Domselaar G (октябрь 2016 г.). «Учебник по бактериальной геномике инфекционных заболеваний». Clinical Microbiology Reviews . 29 (4): 881–913. doi :10.1128/CMR.00001-16. PMC 5010755. PMID  28590251 . 
  9. ^ abcdefghijk Demuth A, Aharonowitz Y, Bachmann TT, Blum-Oehler G, Buchrieser C, Covacci A и др. (май 2008 г.). «Патогеномика: обновленная европейская программа исследований». Инфекция, генетика и эволюция . 8 (3): 386–93. Bibcode :2008InfGE...8..386D. doi :10.1016/j.meegid.2008.01.005. hdl : 10033/30395 . PMID  18321793.
  10. ^ abcd Амуциас, Григориос Д.; Николаидис, Мариос; Хескет, Эндрю (17 мая 2022 г.). «Значительные достижения и перспективы геномики бактериальных патогенов». Микроорганизмы . 10 (5): 1040. doi : 10.3390/microorganisms10051040 . ISSN  2076-2607. PMC 9148168. PMID 35630482  . 
  11. ^ Vinatzer BA, Heath LS, Almohri HM, Stulberg MJ, Lowe C, Li S (15 мая 2019 г.). «Проблемы кибербиобезопасности баз данных геномов патогенов». Frontiers in Bioengineering and Biotechnology . 7 : 106. doi : 10.3389/fbioe.2019.00106 . PMC 6529814. PMID  31157218 . 
  12. ^ abc Kaiser J (октябрь 2005 г.). «Вирусология. Возрожденный вирус гриппа раскрывает секреты смертельной пандемии 1918 года». Science . 310 (5745): 28–9. doi : 10.1126/science.310.5745.28 . PMID  16210501. S2CID  26252589.
  13. ^ abcdefghi Pallen MJ, Wren BW (октябрь 2007 г.). «Бактериальная патогеномика». Nature . 449 (7164): 835–42. Bibcode :2007Natur.449..835P. doi :10.1038/nature06248. PMID  17943120. S2CID  4313623.
  14. ^ ab Brownlee GG (19 августа 2015 г.). «Фредерик Сэнгер CBE CH OM. 13 августа 1918 г. — 19 ноября 2013 г.». Биографические мемуары членов Королевского общества . 61 : 437–466. doi : 10.1098/rsbm.2015.0013 .
  15. ^ abcd Willey JM (2020). Микробиология Прескотта . Нью-Йорк, Нью-Йорк: McGraw-Hill Education. С. 431–432. ISBN 9781260211887. OCLC  1039422993.
  16. ^ "Хронология: Организмы, геномы которых были секвенированы". Ваш геном . 19 января 2015 г. Получено 9 ноября 2019 г.
  17. ^ Fleischmann RD, Adams MD, White O, Clayton RA, Kirkness EF, Kerlavage AR и др. (июль 1995 г.). «Случайное секвенирование всего генома и сборка Haemophilus influenzae Rd». Science . 269 (5223): 496–512. Bibcode :1995Sci...269..496F. doi :10.1126/science.7542800. PMID  7542800.
  18. ^ «Основные различия между секвенированием следующего поколения и секвенированием по Сэнгеру».
  19. ^ abcdefgh Fraser-Liggett CM (декабрь 2005 г.). «Взгляд на биологию и эволюцию с помощью секвенирования генома микробов». Genome Research . 15 (12): 1603–10. doi : 10.1101/gr.3724205 . PMID  16339357.
  20. ^ Oakeson KF, Wagner JM, Mendenhall M, Rohrwasser A, Atkinson-Dunn R (сентябрь 2017 г.). «Биоинформатический анализ данных о последовательности всего генома в лаборатории общественного здравоохранения». Emerging Infectious Diseases . 23 (9): 1441–1445. doi :10.3201/eid2309.170416. PMC 5572866 . PMID  28820135. 
  21. ^ ab Lathe W, Williams J, Mangan M, Karolchik D (2008). «Ресурсы геномных данных: проблемы и перспективы». Nature Education . стр. 2.
  22. ^ Дэвис, Джеймс Дж.; Уоттам, Элис Р.; Азиз, Рами К.; Бреттин, Томас; Батлер, Ральф; Батлер, Рори М.; Членски, Филипп; Конрад, Нил; Дикерман, Аллан; Дитрих, Эмили М.; Габбард, Джозеф Л. (8 января 2020 г.). «Центр биоинформатических ресурсов PATRIC: расширение возможностей данных и анализа». Nucleic Acids Research . 48 (D1): D606–D612. doi :10.1093/nar/gkz943. ISSN  1362-4962. PMC 7145515. PMID 31667520  . 
  23. ^ Argimón, Silvia; Yeats, Corin A.; Goater, Richard J.; Abudahab, Khalil; Taylor, Benjamin; Underwood, Anthony; Sánchez-Busó, Leonor; Wong, Vanessa K.; Dyson, Zoe A.; Nair, Satheesh; Park, Se Eun (17 мая 2021 г.). "Глобальный ресурс для геномных прогнозов устойчивости к противомикробным препаратам и наблюдения за Salmonella Typhi в pathogenwatch". Nature Communications . 12 (1): 2879. Bibcode :2021NatCo..12.2879A. doi :10.1038/s41467-021-23091-2. ISSN  2041-1723. PMC 8128892 . PMID  34001879. 
  24. ^ "VFDB: Факторы вирулентности бактериальных патогенов". www.mgc.ac.cn . Получено 8 ноября 2019 г. .
  25. ^ Sayers, Samantha; Li, Li; Ong, Edison; Deng, Shunzhou; Fu, Guanghua; Lin, Yu; Yang, Brian; Zhang, Shelley; Fa, Zhenzong; Zhao, Bin; Xiang, Zuoshuang (8 января 2019 г.). «Victors: веб-база знаний о факторах вирулентности у патогенов человека и животных». Nucleic Acids Research . 47 (D1): D693–D700. doi :10.1093/nar/gky999. ISSN  1362-4962. PMC 6324020. PMID 30365026  . 
  26. ^ Раппуоли Р. (март 2001 г.). «Обратная вакцинология, подход к разработке вакцин на основе генома». Вакцина . 19 (17–19): 2688–91. doi :10.1016/S0264-410X(00)00554-5. PMID  11257410.
  27. ^ "Поток генов | генетика". Encyclopedia Britannica . Получено 4 ноября 2019 г.
  28. ^ Гриффитс А. Дж., Миллер Дж. Х., Сузуки Д. Т., Левонтин Р. К., Гелбарт В. М. (2000). «Источники вариации». Введение в генетический анализ (7-е изд.). WH Freeman. ISBN 978-0-7167-3771-1.
  29. ^ "Справочник по сравнительной геномике". Genome.gov . Получено 13 ноября 2019 г. .
  30. ^ abc Hain T, Chatterjee SS, Ghai R, Kuenne CT, Billion A, Steinweg C, et al. (Ноябрь 2007). "Патогеномика Listeria spp". Международный журнал медицинской микробиологии . 297 (7–8): 541–57. doi :10.1016/j.ijmm.2007.03.016. PMID  17482873.
  31. ^ ab Perna NT, Plunkett G, Burland V, Mau B, Glasner JD, Rose DJ и др. (январь 2001 г.). "Геномная последовательность энтерогеморрагической Escherichia coli O157:H7". Nature . 409 (6819): 529–33. Bibcode :2001Natur.409..529P. doi : 10.1038/35054089 . PMID  11206551.
  32. ^ аб Коскиниеми С., Сан С., Берг О.Г., Андерссон Д.И. (июнь 2012 г.). «Потеря генов у бактерий, обусловленная отбором». ПЛОС Генетика . 8 (6): e1002787. дои : 10.1371/journal.pgen.1002787 . ПМК 3386194 . ПМИД  22761588. 
  33. ^ abcdef Bliven KA, Maurelli AT (декабрь 2012 г.). «Гены противовирусной защиты: понимание эволюции патогенов через потерю генов». Инфекция и иммунитет . 80 (12): 4061–70. doi :10.1128/iai.00740-12. PMC 3497401. PMID 23045475  . 
  34. ^ Ward PN, Holden MT, Leigh JA, Lennard N, Bignell A, Barron A и др. (январь 2009 г.). «Доказательства адаптации ниши в геноме патогена крупного рогатого скота Streptococcus uberis». BMC Genomics . 10 : 54. doi : 10.1186/1471-2164-10-54 . PMC 2657157. PMID  19175920 . 
  35. ^ Parkhill J, Dougan G, James KD, Thomson NR, Pickard D, Wain J, et al. (октябрь 2001 г.). «Полная последовательность генома с множественной лекарственной устойчивостью Salmonella enterica серовара Typhi CT18». Nature . 413 (6858): 848–52. Bibcode :2001Natur.413..848P. doi : 10.1038/35101607 . PMID  11677608.
  36. ^ Boucher Y, Douady CJ, Papke RT, Walsh DA, Boudreau ME, Nesbø CL, et al. (2003). «Латеральный перенос генов и происхождение прокариотических групп». Annual Review of Genetics . 37 : 283–328. doi :10.1146/annurev.genet.37.050503.084247. PMID  14616063.
  37. ^ Lima WC, Paquola AC, Varani AM, Van Sluys MA, Menck CF (апрель 2008 г.). «Латерально перенесенные геномные острова в Xanthomonadales, связанные с патогенностью и первичным метаболизмом». FEMS Microbiology Letters . 281 (1): 87–97. doi : 10.1111/j.1574-6968.2008.01083.x . PMID  18318843.
  38. ^ Gill SR, Fouts DE, Archer GL, Mongodin EF, Deboy RT, Ravel J, et al. (апрель 2005 г.). «Взгляд на эволюцию вирулентности и устойчивости на основе полного геномного анализа раннего штамма Staphylococcus aureus, устойчивого к метициллину, и штамма Staphylococcus epidermidis, образующего биопленку». Журнал бактериологии . 187 (7): 2426–38. doi :10.1128/JB.187.7.2426-2438.2005. PMC 1065214. PMID  15774886 . 
  39. ^ Bapteste E, Boucher Y (май 2008 г.). «Латеральный перенос генов бросает вызов принципам микробной систематики». Trends in Microbiology . 16 (5): 200–7. doi :10.1016/j.tim.2008.02.005. PMID  18420414.
  40. ^ Хуан Дж., Гогартен Дж. П. (июль 2006 г.). «Древний горизонтальный перенос генов может принести пользу филогенетической реконструкции». Тенденции в генетике . 22 (7): 361–6. doi :10.1016/j.tig.2006.05.004. PMID  16730850.
  41. ^ Mira A, Ochman H, Moran NA (октябрь 2001 г.). «Смещение делеций и эволюция бактериальных геномов». Trends in Genetics . 17 (10): 589–96. doi :10.1016/S0168-9525(01)02447-7. PMID  11585665.
  42. ^ Parkhill J , Wren BW, Thomson NR, Titball RW, Holden MT, Prentice MB и др. (октябрь 2001 г.). «Геномная последовательность Yersinia pestis, возбудителя чумы». Nature . 413 (6855): 523–7. Bibcode :2001Natur.413..523P. doi : 10.1038/35097083 . PMID  11586360.
  43. ^ Nierman WC, DeShazer D, Kim HS, Tettelin H, Nelson KE, Feldblyum T, et al. (сентябрь 2004 г.). «Структурная гибкость генома Burkholderia mallei». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 101 (39): 14246–51. Bibcode : 2004PNAS..10114246N. doi : 10.1073/pnas.0403306101 . PMC 521142. PMID  15377793 . 
  44. ^ Holden MT, Titball RW, Peacock SJ, Cerdeño-Tárraga AM, Atkins T, Crossman LC и др. (сентябрь 2004 г.). «Геномная пластичность возбудителя мелиоидоза Burkholderia pseudomallei». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 101 (39): 14240–5. doi : 10.1073 /pnas.0403302101 . PMC 521101. PMID  15377794. 
  45. ^ ab "Что такое однонуклеотидные полиморфизмы (SNP)?". Genetics Home Reference . Получено 8 ноября 2019 г. .
  46. ^ abcdef Tettelin H, Masignani V, Cieslewicz MJ, Donati C, Medini D, Ward NL и др. (сентябрь 2005 г.). «Геномный анализ множественных патогенных изолятов Streptococcus agalactiae: значение для микробного «пангенома»». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 102 (39): 13950–5. Bibcode : 2005PNAS..10213950T. doi : 10.1073/pnas.0506758102 . PMC 1216834. PMID  16172379 . 
  47. ^ Lapierre P, Gogarten JP (март 2009). «Оценка размера бактериального пангенома». Trends in Genetics . 25 (3): 107–10. doi :10.1016/j.tig.2008.12.004. PMID  19168257.
  48. ^ abc Медини Д., Донати С., Теттелин Х., Масиньяни В., Раппуоли Р. (декабрь 2005 г.). «Микробный пангеном». Текущее мнение в области генетики и развития . 15 (6): 589–94. дои :10.1016/j.где.2005.09.006. ПМИД  16185861.
  49. ^ Tettelin H, Riley D, Cattuto C, Medini D (октябрь 2008 г.). «Сравнительная геномика: бактериальный пангеном». Current Opinion in Microbiology . 11 (5): 472–7. doi :10.1016/j.mib.2008.09.006. PMID  19086349.
  50. ^ ab Gennari M, Ghidini V, Caburlotto G, Lleo MM (декабрь 2012 г.). «Гены вирулентности и острова патогенности в штаммах вибрионов, непатогенных для человека». FEMS Microbiology Ecology . 82 (3): 563–73. Bibcode :2012FEMME..82..563G. doi : 10.1111/j.1574-6941.2012.01427.x . PMID  22676367.
  51. ^ Langille MG, Brinkman FS (март 2009). «IslandViewer: интегрированный интерфейс для вычислительной идентификации и визуализации геномных островов». Биоинформатика . 25 (5): 664–5. doi :10.1093/bioinformatics/btp030. PMC 2647836. PMID  19151094 . 
  52. ^ Гай Л. (октябрь 2006 г.). «Идентификация и характеристика патогенности и других геномных островов с использованием анализа состава оснований». Future Microbiology . 1 (3): 309–16. doi :10.2217/17460913.1.3.309. PMID  17661643.
  53. ^ «Исследование микробных биопленок (PA-03-047)». NIH, Национальный институт сердца, легких и крови. 20 декабря 2002 г.
  54. ^ Валле Дж., Вергара-Иригарай М., Мерино Н., Пенадес-младший, Ласа I (апрель 2007 г.). «sigmaB регулирует фенотипические вариации биопленки Staphylococcus aureus, опосредованные IS256». Журнал бактериологии . 189 (7): 2886–96. дои : 10.1128/JB.01767-06. ПМЦ 1855799 . ПМИД  17277051. 
  55. ^ Hogardt M, Hoboth C, Schmoldt S, Henke C, Bader L, Heesemann J (январь 2007 г.). «Стадиоспецифическая адаптация гипермутабельных изолятов Pseudomonas aeruginosa во время хронической легочной инфекции у пациентов с муковисцидозом». Журнал инфекционных заболеваний . 195 (1): 70–80. doi : 10.1086/509821 . PMID  17152010.
  56. ^ ab Cheng LW, Viala JP, Stuurman N, Wiedemann U, Vale RD, Portnoy DA (сентябрь 2005 г.). «Использование РНК-интерференции в клетках Drosophila S2 для определения путей хозяина, контролирующих компартментализацию внутриклеточного патогена». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 102 (38): 13646–51. Bibcode : 2005PNAS..10213646C. doi : 10.1073/pnas.0506461102 . PMC 1224656. PMID  16157870 . 
  57. ^ Хаттори М., Тейлор Т. Д. (февраль 2009 г.). «Кишечный микробиом человека: новый рубеж биологии человека». DNA Research . 16 (1): 1–12. doi : 10.1093/dnares/dsn033. PMC 2646358. PMID  19147530. 
  58. ^ Hooper LV, Gordon JI (май 2001). «Комменсальные отношения хозяина и бактерий в кишечнике». Science . 292 (5519): 1115–8. Bibcode :2001Sci...292.1115H. doi :10.1126/science.1058709. PMID  11352068. S2CID  44645045.
  59. ^ Oshima K, Toh H, Ogura Y, Sasamoto H, Morita H, Park SH и др. (декабрь 2008 г.). «Полная последовательность генома и сравнительный анализ штамма дикого типа Escherichia coli SE11, выделенного из здорового взрослого». DNA Research . 15 (6): 375–86. doi :10.1093/dnares/dsn026. PMC 2608844 . PMID  18931093. 
  60. ^ Zoetendal EG, Rajilic-Stojanovic M, de Vos WM (ноябрь 2008 г.). «Высокопроизводительный анализ разнообразия и функциональности микробиоты желудочно-кишечного тракта». Gut . 57 (11): 1605–15. doi :10.1136/gut.2007.133603. PMID  18941009. S2CID  34347318.
  61. ^ Achtman M, Morelli G, Zhu P, Wirth T, Diehl I, Kusecek B, et al. (декабрь 2004 г.). «Микроэволюция и история чумной палочки Yersinia pestis». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 101 (51): 17837–42. Bibcode : 2004PNAS..10117837A. doi : 10.1073/pnas.0408026101 . PMC 535704. PMID  15598742 . 
  62. ^ Oyston PC, Dorrell N, Williams K, Li SR, Green M, Titball RW, Wren BW (июнь 2000 г.). «Регулятор ответа PhoP важен для выживания в условиях стресса, вызванного макрофагами, и вирулентности Yersinia pestis». Инфекция и иммунитет . 68 (6): 3419–25. doi :10.1128/IAI.68.6.3419-3425.2000. PMC 97616. PMID  10816493 . 
  63. ^ abcd Pompe S, Simon J, Wiedemann PM, Tannert C (июль 2005 г.). «Будущие тенденции и проблемы патогеномики. Прогнозное исследование». EMBO Reports . 6 (7): 600–5. doi :10.1038/sj.embor.7400472. PMC 1369123. PMID  15995675 . 
  64. ^ ab Sette A, Rappuoli R (октябрь 2010 г.). «Обратная вакцинология: разработка вакцин в эпоху геномики». Immunity . 33 (4): 530–41. doi :10.1016/j.immuni.2010.09.017. PMC 3320742 . PMID  21029963. 
  65. ^ ab Rappuoli R (октябрь 2000 г.). «Обратная вакцинология». Current Opinion in Microbiology . 3 (5): 445–50. doi :10.1016/S1369-5274(00)00119-3. PMID  11050440.
  66. ^ Taubenberger JK, Reid AH, Lourens RM, Wang R, Jin G, Fanning TG (октябрь 2005 г.). «Характеристика генов полимеразы вируса гриппа 1918 года». Nature . 437 (7060): 889–93. Bibcode :2005Natur.437..889T. doi : 10.1038/nature04230 . PMID  16208372. S2CID  4405787.
  67. ^ Tumpey TM, Basler CF, Aguilar PV, Zeng H, Solórzano A, Swayne DE и др. (октябрь 2005 г.). «Характеристика реконструированного вируса пандемии испанского гриппа 1918 года». Наука . 310 (5745): 77–80. Бибкод : 2005Sci...310...77T. CiteSeerX 10.1.1.418.9059 . дои : 10.1126/science.1119392. PMID  16210530. S2CID  14773861. 
  68. ^ "Terrorism Project)". Центр оборонной информации. 20 декабря 2002 г.
  69. ^ van Aken J (январь 2007 г.). «Этика реконструкции испанского гриппа: разумно ли воскрешать смертельный вирус?». Наследственность . 98 (1): 1–2. doi :10.1038/sj.hdy.6800911. PMID  17035950. S2CID  32686445.