Zeitschrift für Bakteriologie und Parasitologie

Abstrakt

Ein neues Paradigma für die Populationsstruktur der Gattung Mycobacterium

Paul Jeffrey Freidlin

Die Gattung Mycobacterium umfasst die pathogenen Arten Tuberculosis und Leprae sowie zusätzlich mindestens 148 manchmal opportunistische pathogene Arten, die Umweltnischen besetzen. Die Gattung Mycobacterium gehört zur Ordnung der Actinomycetes, zusammen mit anderen säurefesten Gattungen mit Mykolsäuren in ihren Zellwänden, wie Corynebacterium, Nocardia und Rhodococcus. Das Gen rpoB, das DNA-abhängige Gen der RNA-Polymerase-Untereinheit b, ist unter diesen Bakterien relativ konserviert. Sequenzpolymorphismus in einem 342-BP-Fragment von rpoB reicht aus, um zwischen den meisten Mycobacterium-Arten zu unterscheiden. Die Erstellung einer robusten und überprüfbaren Phylogenese oder Populationsstruktur auf der Grundlage dieses Polymorphismus oder Polymorphismus in anderen Genomregionen ist jedoch bislang schwer möglich. Diese Studie stellt ein neues Paradigma zur Auflösung der Populationsstruktur der Gattung Mycobacterium vor. Ein minimaler Spannbaum (MST) wurde auf der Grundlage von in silico für 5 Enzyme nachgewiesenen Restriktionsenzym-Polymorphismen erstellt, auf der Grundlage des 342-BP-rpoB-Fragments, das aus GenBank-Daten für 47 Mycobacterium-Arten und jeweils einer Art von Corynebacterium, Nocardia und Rhodococcus gewonnen wurde. Der MST wurde empirisch in 3 Regionen unterteilt. Alle schnell wachsenden Mykobakterien (RGM) mit einem Halo langsam wachsender Mykobakterien (SGM) wurden in MST-Region 1 gefunden. Die Richtigkeit des MST-Regionenmodells der Populationsstruktur der Gattung Mycobacterium wurde durch statistisch bestätigte Kopplungsungleichgewichte bestimmter Restriktionsstellen-Allele validiert. Bei bestimmten Allelen ähnelte das SGM in MST-Region 1 mehr dem RGM von MST-Region 1 als dem SGM von MST-Region 3. Das Modell lieferte einen Rahmen, der mit veröffentlichten genotypischen und phänotypischen Beobachtungen übereinstimmte, einschließlich Erwartungen aus der vergleichenden Genomik und der Verteilung der Eigenschaften ribosomaler RNA (rRNA)-Gene unter den Arten sowie berichteten kladistischen Gruppierungen von Arten. Corynebacterium diphtheriae, Nocardia nova und Rhodococcus equi gehörten jeweils zu den MST-Regionen 2, 3 und 1. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das MST-Regionenmodell der Populationsstruktur der Gattung Mycobacterium robust, eindeutig, transparent für Allele, konsistent mit Genotypen und Phänotypen und statistisch überprüfbar war.