利用先进的基因组测序展现了80年月“可行的”炭疽菌株

网络整理 2019-06-25 10:09

但新研究的作者如何知道他们的事情也没有受到污染?“这是由两个差异的尝试室独立验证,在两个差异的大陆上事情,”Keim说,这是一个阻挡污染的强有力论据。

今朝的研究有助于戳穿80年后含有炭疽孢子的第一次世界大战生物兵器仍然可行的说法。1917年,德国特工Baron Otto von Rosen在挪威被捕,个中藏有玻璃毛细管的糖块,玻璃毛细管中布满了炭疽杆菌孢子,炭疽杆菌是导致炭疽的细菌。他被猜疑打算将含有已知最陈腐的炭疽芽孢杆菌疏散物的糖块喂给驯鹿,该驯鹿在盟部队伍的冰冻北极苔原上运送弹药和食物。

利用先进的基因组测序展现了80年月“可行的”炭疽菌株

直到1997年,这种含有毒物的糖仍留在挪威警员博物馆,其时它被送往英国Porton Down的此刻被称为国防科学技能尝试室。哪里的研究人员利用DNA扩增来确定微小玻璃管内的药剂确实是炭疽杆菌。在一些遍及的尝试室使用之后,他们接下来造就并疏散了从管内液体发展的四个菌落。在1998年的一篇Nature论文中,他们宣称他们已经复生了作为孢子耗费了80年的炭疽菌菌株(参考文献1)。

这项研究于本周颁发在美国微生物学会开放获取期刊mBio上,重点先容了基因组测序的希望,此刻可以准确跟踪世界各地生物战和可怕袭击中利用的细菌菌株。

两位最初的Porton Down研究人员Martin Pearce和Caroline Redmond相助完成了这项新研究,以确承认能的污染事件确实导致了他们的功效。“这项事情多次被引用作为孢子可以在液体中存活80年的证据 - 此刻显然不是真的,”Keim说,留下一个开放性的问题,即炭疽芽孢杆菌孢子可以存活多久并仍会导致疾病。

然而,此时整个生物体基因组的DNA测序尚处于起步阶段,因此从未确定该菌株简直切遗传特性。2001年,Keim被用来辅佐观测美国各地可怕分子邮寄的含炭疽信件。应FBI的要求,Keim团队对所有已知的炭疽病菌株举办了分类,个中包罗Porton Down'糖'样品和来自世界各地的其他样品。

两个尝试室都证实,Porton Down'糖'菌株仅与Ames Ancestor菌株的两个遗传信件差异 - 险些沟通的匹配。研究人员猜测,在1997年糖样品的强烈造就进程中,来自Ames Ancestor菌株的孢子(大概在Porton Down军事防止尝试室设施中许多)落入造就基而且发展。

其时,Keim留意到Porton Down菌株与已成为尝试和疫苗开拓中利用的尺度尝试室参考菌株(称为Ames Ancestor菌株)之间很是靠近的遗传相似性。在确定字母中利用了哪种应变的紧要性 - 它本来是Ames应变 - 他健忘了奇怪的相似性。

这项事情还展示了NGS活着界各地细菌菌株库的质量节制监测中可以发挥的重要浸染- 确保尝试中利用的菌株确实是研究人员认为的菌株,并在产生时捕捉菌株污染。

Keim的亚利桑那州团队以及慕尼黑联邦国防军微生物研究所的Herman Meyer和Markus Antwerpen一起事情,利用新一代测序(NGS)对菌株举办测序,这种技能使他们可以或许阐明单个字母程度上的每个遗传差别。改变遗传暗码。它还答允他们对菌株的整个基因组举办测序,而不只仅是屡次,如2001年利用的先前技能,可是已颠末尾100次。每种基因组测序新技能的本钱也低约10,000倍。

“但他们首次发明毛细管确实包罗炭疽杆菌DNA是一个靠得住的功效,”凯姆说。不幸的是,1917年的样本中没有一个仍然利用当今的技能完全排序。

“当我们越来越多地相识Ames菌株时,很明明它必需是污染物,”在Porton Down样品中,Keim说。然后,在2013年的一次集会会议上,他打仗了德国生物防止研究人员,他们对他们认为是德国原始特工的毒株举办了测序。他们也留意到它与Ames菌株的遗传相似性。

“从汗青上看,在研究进程中一直存在细菌菌株夹杂现象,”弗拉格斯塔夫北亚利桑那大学病原体和微生物组研究所执行主任,当前研究的资深作者Paul Keim说。“可是此刻我们拥有了分子东西,我们可以对菌株荟萃举办质量节制,以确切相识它们的含量。”

一组国际研究人员发明,在第一次世界大战挫败袭击事件产生80年后,一种炭疽病菌被认为是可行的,实际上是一种更为年青的尺度尝试室菌株。该团队猜测夹杂是由于普通的尝试室污染造成的。

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