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使用先进的基因组测序揭示了80年代可行的炭疽菌

发布时间:2019-01-08 20:42

        

 

 

 

     

  “但他们初次发觉毛细管确实蕴含炭疽杆菌DNA是一个靠得住的成果,”Keim说。倒霉的是,1917年的样本中没有一个依然利用当今的手艺彻底排序。

  一组国际钻研职员发觉,在第一次世界大战挫败袭击事务产生80年后,一种炭疽病菌被以为是可行的,现实上是一种更为年轻的尺度尝试室菌株。该团队猜测混合是因为通俗的尝试室污染形成的。这项钻研于本周颁发在美国微生物学会开放获取期刊mBio上,凸起了基因组测序的进展,此刻能够切确跟踪世界各地生物战和中利用的细菌菌株。

  “当咱们越来越多地领会Ames菌株时,很较着它必需是污染物,”在Porton Down样品中,Keim说。然后,在2013年的一次集会上,他接触了德国生物防御钻研职员,他们对他们以为是德国原始间谍的压力进行了测序。他们也留意到它与Ames菌株的遗传类似性。

  “从汗青上看,在钻研历程中不断具有细菌菌株混合,”弗拉格斯塔夫北亚利桑那大学病原体和微生物组钻研所施行主任,以后钻研的资深作者Paul Keim说。“可是此刻咱们曾经具有了分子东西,咱们能够对菌株调集进行品质节制,以切当领会它们的含量。”

  两位最后的Porton Down钻研职员,Martin Pearce和Caroline Redmond竞争完成了这项新钻研,以确承认能的污染事务确实导致了他们的成果。“这项事情多次被援用作为孢子能够在液体中存活80年的证据 - 此刻明显不是真的,”Keim说,留下一个开放的问题,即炭疽芽孢杆菌孢子能够存活多久而且仍会惹起疾病。

  两个尝试室都证明,Porton Down糖菌株仅与Ames Ancestor菌株的两个遗传信件分歧 - 险些不异的婚配。钻研职员猜测,在1997年糖样品的强烈培育历程中,来自Ames Ancestor菌株的孢子可能在Porton Down军事防御尝试室设备中良多,它们落入了培育基并逐步增加。

  但新钻研的作者若何晓得他们的事情也没有遭到污染?“这是由两个分歧的尝试室独立验证,在两个分歧的大陆上事情,”Keim说,这是一个否决污染的强无力论据。

  其时,Keim留意到Porton Down菌株与已成为尝试和疫苗开辟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类似性。在确定字母中利用了哪种应变的紧迫性 - 它本来是Ames应变 - 他健忘了奇异的类似性。

  然而,此时整个生物体基因组的DNA测序尚处于起步阶段,因而从不决义该菌株的切当遗传特征。2001年,Keim被用来协助查询造访美国各地邮寄的含炭疽信件。应FBI的要求,Keim的团队对所有已知的炭疽病菌株进行了分类,此中包罗Porton Down糖样品和来自世界各地的其他样品。

  这项事情还展现了NGS 去世界各地细菌菌株库的品质节制监测中能够阐扬的主要感化- 确保尝试中利用的菌株确实是钻研职员以为的菌株,并在产生时捕捉菌株污染。

  直到1997年,这种含有毒药的糖仍留在挪威差人博物馆,其时它被送往英国Porton Down的此刻被称为国防科学手艺尝试室。那里的钻研职员利用DNA扩增来确定细小玻璃管内的药剂确实是炭疽杆菌。在一些普遍的尝试室哄骗之后,他们接下来培育并分手了从管内液体发展的四个菌落。在1998年的一篇Nature论文中,他们传播鼓吹他们曾经规复了花了80年时间作为孢子的炭疽细菌菌株(参考文献1)。

  Keim的亚利桑那州团队以及慕尼黑联邦国防军微生物钻研所的Herman Meyer和Markus Antwerpen一路事情,利用新一代测序(NGS)对菌株进行测序,这种手艺使他们可以大概阐发单个字母程度上的每个遗传差别。转变遗传暗码。它还答应它们对菌株的整个基因组进行测序,而不只仅是几回,如2001年利用的先前手艺,可是曾颠末100次。每种基因组测序新手艺的本钱也低约10,000倍。

  目前的钻研有助于戳穿80年后含有炭疽孢子的第一次世界大战生物兵器依然可行的说法。1917年,德国间谍Baron Otto von Rosen在挪威被捕捉,此中藏有玻璃毛细管的糖块,玻璃毛细管中充满了炭疽杆菌孢子,炭疽杆菌是导致炭疽的细菌。他被思疑打算将含有已知最陈旧的炭疽芽孢杆菌分手物的糖块喂给驯鹿,该驯鹿在盟军部队的冰冻北极苔原上运送弹药和食品。

              

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