Zeitschrift für Data Mining in Genomics & Proteomics

Abstrakt

Identifizierung wirtsspezifischer genetischer Marker in 16S rDNA-Intervenierungssequenzen von 73 Gattungen fäkaler Bakterien

Zhenyu Shen, Ning Zhang, Azlin Mustapha, Mengshi Lin, Dong Xu, Daiyong Deng, Mary Reed und Guolu Zheng

Ribosomale intervenierende Sequenzen (IVS) wurden kürzlich als genetische Marker für die mikrobielle Quellenverfolgung (MST) vorgeschlagen. Diese Studie untersuchte umfassend die Wirtsspezifitäten von IVS innerhalb der 16S rDNA von 73 Gattungen dominanter Fäkalbakterien unter Verwendung der Ansätze der Bioinformatik und der Sequenzierung der nächsten Generation (NGS). Dreizehn Arten von IVS wurden in silico identifiziert, die mit bestimmten Wirtsarten assoziiert sind; sie wurden in Bakterien der Gattungen Anaerovibrio, Bacteroides, Faecalibacterium, Mitsuokella, Peptostreptococcus, Phascolarctobacterium und Subdoligranulum gefunden. Basierend auf den DNA-Sequenzen der dreizehn Arten von IVS wurden Polymerase-Kettenreaktions-(PCR)-Tests entwickelt. PCR-Amplifikationen mit fäkalen DNA-Proben von Ziel- und Nichtzielwirtsarten zeigten, dass acht der 13 IVS stark mit menschlichem, Hühner-/Truthahn-, Rinder-/Schwein- oder Pferde-/Schwein-/Menschenkot assoziiert waren. Basierend auf den IVS-Polymorphismen wurde NGS eingesetzt, um nach IVS zu suchen, die mit einem einzelnen Wirt assoziiert sind, und zwar unter jenen, die mit mehreren Wirtsarten assoziiert sind. Folglich wurde ein neuer Typ von IVS, der spezifisch für Rinder ist, gefunden und durch PCR-Amplifikation mit Rinder- und Nichtrinderkotproben bestätigt. Die Ergebnisse legen nahe, dass einige IVS als genetische Marker für MST verwendet werden können und dass NGS bei der Identifizierung neuer wirtsspezifischer genetischer Marker nützlich sein könnte.