Coin-huippuyksikön menetelmät auttoivat bakteerien kulun selvittämisessä

Mammuttimaisesta perimäaineistosta on selvitetty pneumokokkien evoluutio ja bakteerien leviämisen kulku. Kansainvälisen yhteistutkimuksen kokoaman aineiston populaatiogenomiset analyysit teki Suomen Akatemian COIN-huippuyksikössä työskentelevän professori Jukka Coranderin tutkimusryhmä. Huippuyksikön kehittämät menetelmät olivat avainroolissa evoluutiomekanismien paljastamisessa. Tutkimuksen tulokset julkaistiin arvostetun Nature Genetics-lehden verkkosivulla 9.2.2014.

Streptococcus pneumoniae eli pneumokokkibakteeri on yksi yleisimmistä vakavien infektiotautien aiheuttajista maailmanlaajuisesti. Näiden bakteerien aiheuttamien sairauksien hoito on hankaloitunut jatkuvasti, koska yhä useammin bakteeri on antibiooteille vastustuskykyinen eikä kattavaa rokotesuojaa ole tarjolla maailmanlaajuisesti. Pneumokokkien perimässä on yleisesti suuri määrä horisontaalisesti eli rekombinaation kautta siirtyneitä geenejä, mikä asettaa valtavan haasteen sovitettaessa laskennallisia evoluutiomalleja tuhansien genomien mittakaavassa.

Nyt julkaistussa tutkimuksessa seurattiin vastasyntyneitä vauvoja ja heidän äitejään kahden vuoden ajan thaimaalaisella pakolaisleirillä. Tutkimukseen osallistuneilta henkilöiltä eristettiin pneumokokkinäytteitä kuukausittain, ja bakteerien koko perimä kartoitettiin yli 3000 näytteestä. Tuloksena oli suurin koskaan tuotettu yhden bakteerilajin genomiaineisto, ja siinä havaittavia geenimuutoksia voitiin verrata myös antibioottien käytön yleisyyteen.

Tutkijoiden analyysit paljastivat useita genomikohtia, joissa rekombinaatiotiheys eli horisontaalisesti siirtyneiden geenien tiheys, oli huomattavan korkea bakteerin kaikissa evolutiivisissa kehityshaaroissa. Nämä kohdat sisälsivät geenejä, jotka mahdollistavat vastustuskyvyn eri antibiootteja kohtaan. Perimän siirtymien ajoitus taas osoitti, miten siirtyneiden geenien ikä vastasi antibioottien käytön yleisyyden muutoksia pakolaisleirillä viimeisten 20 vuoden aikana.

Genomianalyysit paljastivat myös täysin uuden populaation evoluutiomekanismin, jonka avulla niin sanotut serotyypittömät pneumokokkikannat toimivat populaation geenireservaattina. Ne varastoivat perimän osia ja siirtävät niitä muille kannoille tarpeen ilmaantuessa, esimerkiksi kun tietty antibiootti otetaan käyttöön.

Näitä pneumokokkikantoja vastaan ei ole olemassa rokotesuojaa. Tutkimus osoittaa selkeän tarpeen huomioida serotyyppittömät kannat tulevaisuudessa, kun yritetään kontrolloida vastustuskykyä pneumokokeille ja eri kantojen aiheuttamia sairauksia.

Artikkelin tiedot:

Dense genomic sampling identifies highways of pneumococcal recombination. Claire Chewapreecha, Simon R Harris, Nicholas J Croucher, Claudia Turner,Pekka Marttinen, Lu Cheng, Alberto Pessia, David M Aanensen, Alison E Mather, Andrew J Page, Susannah J. Salter, David Harris, Francois Nosten, David Goldblatt, Jukka Corander, Julian Parkhill, Paul Turner ja Stephen D. Bentley. Nature Genetics, Advance Online Publication (AOP) 9.2.2014,
http://www.nature.com/ng/journal/vaop/ncurrent/full/ng.2895.html

Lisätietoja antaa professori Jukka Corander, Helsingin yliopisto, matematiikan ja tilastotieteen laitos, jukka.corander@helsinki.fi

Lähde: Helsingin yliopiston tiedote

Seuraa meitä:
FacebookSlideshareTwitterYoutube
VAIHDE 029 533 5000
KIRJAAMO 029 533 5049
FAKSI 029 533 5299
   
SÄHKÖPOSTI etunimi.sukunimi@aka.fi
AUKIOLO Arkisin 8.00-16.15
   
HENKILÖHAKU »
YHTEYSTIEDOT, LASKUTUS  JA
REKISTERISELOSTEET»
KYSYMYKSET JA PALAUTE »