Los "detectives" biológicos están rastreando biotratamientos como la bacteria que causa la tularemia "fiebre del conejo", pero constantemente enfrentan el desafío de evitar falsos positivos. Al hacer sonar la alarma sobre un bioataque, solo para descubrir que es un pariente inofensivo enel mismo género, reduce la credibilidad y la confianza pública. Nuevo trabajo en el Laboratorio Nacional de Los Alamos está reduciendo la confusión Francisella bacterias, algunas especies de las cuales incluyen patógenos humanos y animales altamente virulentos, patógenos de peces, patógenos humanos oportunistas, endosimbiontes de garrapatas y aislamientos de vida libre que habitan en agua salobre.
"Discriminación precisa entre las subespecies virulentas de F. tularensis y el ambientalmente abundante F. novicida y sus familiares es absolutamente crítico para el éxito futuro de la vigilancia biológica y las actividades de atribución ", dijo el biólogo de Los Alamos, Jean Challacombe, autor principal en un artículo publicado esta semana en la revista PLOS UNO . La vigilancia biológica, como la realizada por el Departamento de Seguridad Nacional y el Departamento de Defensa de los EE. UU., Proporciona una alerta temprana de brotes de enfermedades infecciosas, exposiciones ambientales peligrosas o posibles ataques bioterroristas al detectar tendencias de importancia para la salud pública.
El Francisella el género incluye varias especies reconocidas, especies potenciales adicionales y otros representantes que habitan una variedad de nichos ecológicos increíblemente diversos pero que no están estrechamente relacionados con las especies nombradas. Muchos de ellos no causan problemas para los humanos o el ganado. F. tularensis sin embargo, es un patógeno zoonótico altamente virulento se propaga de los animales a los humanos que causa tularemia. Debido a los esfuerzos de armamento en las guerras mundiales pasadas, se considera un agente biotreativo de primer nivel más grave
El malo F. tularensis la subespecie tularensis Tipo A, se encuentra exclusivamente en América del Norte y es la más virulenta, causando la enfermedad de la tularemia. Puede producir úlceras en la piel, dolor en el pecho y dificultad para respirar.
El equipo ha identificado varios plásmidos aparentemente crípticos, que son estructuras lineales o circulares de ADN bicatenario capaces de existir fuera del cromosoma, en los genomas secuenciados de tres componentes ambientales comúnmente encontrados Francisella especies. Estos plásmidos proporcionan características filogenéticas y genómicas adicionales que diferencian a los patógenos F. tularensis cepas de especies vecinas clínicas y ambientales cercanas que no son agentes de biotratamiento.
"Nuestro trabajo muestra el de más de 120 Francisella genomas que se han secuenciado, solo unos pocos contienen plásmidos. Esto se convierte en una señal realmente útil para los investigadores, agregando características genómicas que pueden prevenir la identificación errónea de parientes bacterianos que comparten un perfil genético similar ", dijo. Las encuestas ambientales indicanque F. novicida y cepas similares están ampliamente distribuidas y abundantes en diversos entornos en todo Estados Unidos, y lo más importante, este grupo parece ser una fuente de falsos positivos ambientales para F. tularensis que ha ocurrido en los sistemas de vigilancia.
Para realizar el análisis, el equipo secuenciaron genomas de muestras de agua de mar en el área de la Bahía de Galveston, Texas F. novicida-like, algunas muestras clínicas en humanos F. novicida AZ06-7470 y F. oportunistica, agua deun manantial cálido F. novicida y una forma aislada de un sistema de aire acondicionado F. frigiditurris. Varios de los que contienen plásmidos Francisella las cepas fueron secuenciadas por el grupo de Genome Sciences en la División de Biociencia en Los Alamos.
"Solo unos pocos miembros de la Francisella el género transporta plásmidos; estos incluyen varias cepas de F. novicida, y descubrimos que todos los plásmidos eran aparentemente crípticos, codificando funciones potencialmente involucradas en la replicación, transferencia conyugal y partición, algunas funciones que podrían ser importantes para la supervivencia ambiental, yalgunas proteínas hipotéticas a las que no se les pudo asignar una función ", dijo Challacombe.
Según la conclusión publicada por Challacombe y sus coautores Cheryl Kuske y Segaran Pillai, "mientras que los plásmidos bacterianos pueden portar rasgos que mejoran la supervivencia de las células huésped e influyen en la evolución bacteriana, los plásmidos crípticos codifican pocas funciones además de las necesarias para replicarse y movilizarseSin un beneficio obvio para las células huésped que los transportan, los plásmidos crípticos son algo así como un enigma ... Nuestros resultados comparan los plásmidos crípticos en diversos Francisella los genomas muestran que también se encuentran en aislamientos clínicos.
Estos resultados proporcionan una nueva comprensión de la variabilidad fenotípica y las complejas relaciones taxonómicas entre los conocidos Francisella especies, y también nos dan nuevas características de plásmidos para usar en la caracterización de grupos de especies relacionadas. "
Hay muchos cultos Francisella los aislamientos para los cuales todavía no tenemos secuencia genómica, señalan los investigadores. Solo será a través de la secuenciación y la comparación de muchos más vecinos ambientales y cercanos Francisella aísla que los investigadores podrán identificar características genómicas adicionales que permitan discriminar con precisión entre los diversos grupos de especies.
Las biociencias han sido un fuerte enfoque en Los Alamos desde los primeros esfuerzos de medición de dosis de radiación del Proyecto Manhattan, y la División de Biociencias del Laboratorio ha estado estrechamente involucrada durante mucho tiempo en el análisis de riesgos biológicos, la investigación genética y el desarrollo de herramientas y técnicas como el flujocitometría
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Los Alamos . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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