Balamuthia mandrillaris の機能的アノテーションと比較ゲノム解析により潜在的な毒性が明らかになりました

Scientific Reports volume 13、記事番号: 14318 (2023) この記事を引用

メトリクスの詳細

Balamuthia mandrillaris は、まれではありますが、ほぼ常に致死的な中枢神経系の感染症を引き起こし、場合によっては皮膚病変を引き起こす病原性原虫です。 現在、この自由生活性アメーバのゲノム データには、いくつかの完全なミトコンドリア ゲノムの記述が含まれています。 対照的に、ドラフト品質の 2 つの完全なゲノムが GenBank で入手可能ですが、これらには機能的な注釈が付いていません。 本研究では、淡水の人工ラグーンから分離された B. mandrillaris の完全なゲノムの配列が決定され、アセンブリされ、現在利用可能なゲノムよりも優れたアセンブリ品質パラメーター値を持つアセンブリされたゲノムが得られました。 その後、前述のゲノムと V039 株および 2046 株に機能アノテーションが付けられました。 最後に、比較ゲノム解析が行われ、コアゲノム内の相同遺伝子がアカントアメーバ属の病原性に潜在的に関与していることが判明した。 そしてクルーズトリパノソーマ。 さらに、B. マンドリラリス感染症に対する新たな治療法を開発するための潜在的な標的遺伝子として記載されている 3 株で、15 個の遺伝子のうち 11 個の遺伝子が同定されました。 これらの結果は、この原生動物の完全なゲノム内のタンパク質を説明し、新しい治療法の開発にどの標的遺伝子を使用できるかを優先順位付けするのに役立ちます。

Balamuthia mandrillaris は、温暖な国の環境に広く分布している自由生活性アメーバ (FLA) です1。 これはバラムシアアメーバ性脳炎（BAE）と呼ばれる慢性感染症の原因物質であり、場合によっては中枢神経系（CNS）の感染に先立って皮膚病変が起こることもあります2。 さらに、この感染症は免疫正常者と免疫不全者に影響を与えることが報告されており、現在世界中で 200 件を超える症例が報告されており、死亡率は 90% 以上であり、これらの症例のほとんどは米国と南米で発生しています 3。 この高い死亡率の主な原因は、早期診断（病気が管理可能である場合）を得ることが難しいことと、B. マンドリラリス感染症に対する特効薬が不足していることです。 現在の治療法は主に経験的に選択された抗菌薬の組み合わせで構成されており、現時点で生存する症例はほとんどありません4。 このため、機能的アノテーションに進むための既知のタンパク質ドメインを同定し、この原虫の病理ゲノミクスの知識のためのツールを提供するために、この FLA の研究にオミックス科学を含む技術を導入する必要があります 5。

現在、この微生物のゲノム情報は不足しており、さまざまな分離株のミトコンドリア ゲノムのみが注釈付けされており、長さは 39.8 ～ 42.8 Kb、2 つのリボソーム RNA (rRNA)、13 ～ 18 のトランスファー RNA (tRNA)、および 33最近の研究では、B. マンドリラリス トランスクリプトームが分析され、予測されたタンパク質の約 40% に機能的注釈が付けられ、B. マンドリラリス感染症の新しい治療アプローチの 15 個の標的遺伝子が同定されました 7。 しかし、GenBank にはこの FLA の完全な注釈付きゲノムはなく、株 2046 と V039 について利用できるドラフト品質のゲノムは 2 つだけであり、サイズはそれぞれ 44 ～ 68 Mb です8、9。

医療関連の他の微生物に関しては、機能的アノテーションと比較ゲノミクスを組み合わせた研究により、抗生物質耐性、病原性因子、転写調節因子、運動性などに関連する遺伝子が同定されたことが報告されています10、11、12、13。 FLA のパンゲノム解析により、病原性アカントアメーバおよびフォーラーネグレリア種に特有の遺伝子が明らかになりました。 アカントアメーバの場合、毒性に関与する遺伝子は、メタロプロテアーゼ、ラミニン結合タンパク質、および熱ショックタンパク質として報告されています 14。 フォーラーネグレリアについては、オートファジー、細胞骨格および膜の動態、運動性、分泌産物、ストレスへの応答、および翻訳後修飾に関連する遺伝子が同定されました15。