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mBio:宏基因组学揭示700年前男性骨架中的布鲁氏菌感染

2014/07/17 来源:生物探索
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导读
研究人员从一个700年的男性骨架中分离出了布鲁氏菌,通过宏基因组学获得其全部基因组信息,这项研究成果于近期发表在mBio上。宏基因组学的魅力在于它提供了一种简单但高信息量、无假设且放之四海而皆准的方法,科学家希望利用它来发现更多新事物。


华威大学的研究人员和意大利人类学家Raffaella Bianucci一起,从意大利一个中世纪村庄的废墟中找到了一个700年的人类骨架,并且从中分离出了致病性细菌——布鲁氏菌,获得了其全部基因组信息。

布鲁氏菌是能够引发人畜共患病的一种致命细菌,通常是从未经高温消毒的奶制品或者直接接触感染的动物体中获得,病症包括高烧、关节炎、心肝肿大等。布鲁氏病现在仍旧会放生在地中海地域。

这项研究成果于本周发表在了mBio、美国微生物学会在线期刊上,华威大学医学院教授Mark Pallen和他的同事利用一个称作鸟枪法宏基因组学的技术来测定这个男性盆骨位置一个已钙化结节的DNA序列。这个技术无需寻找一个特殊的靶点,而是从样本中检测 DNA 序列的技术,并且样本不需要培养或扩增。这种方法避免了与细菌培养或 DNA 扩增相关的复杂性和不可靠性。

“通常来说,人类和动物身体的钙化原因是肺结核,它也是最常见的导致钙化的感染病”,Pallen教授说,“因此当我们确认是布鲁氏菌感染时,也十分惊讶”。

这个骨架的盆骨区域有32个硬币大小的发硬的结节,但是Pallen说,这个结节是否是致病源头仍不清楚。

在试验中,研究团队还发现了碎片中提取的DNA具有古时DNA的特征,它们比现在的DNA更短,并且具有典型的末端突变。他们发现此次分离的中世纪布鲁氏菌菌株和1961年意大利发现的布鲁氏菌菌株Ether,以及2006、2007年意大利发现的另外两株布鲁氏菌菌株十分相似。

Pallen和其他人在之前就已经用过鸟枪法基因组学技术来检测古代和现代的人体物质中的病原体。去年夏天,他们就在《英格兰医学杂志》上发表了一篇报道,阐述了他们从一具来自匈牙利的215年之久的女性木乃伊肺组织中获得了肺结核基因组。2011年,他们在还利用此技术鉴定了德国的一场大肠杆菌爆发的源头菌株。

Pallen的团队现在正在测试这项技术是否成功应用于其它一系列种类的样品中,例如匈牙利木乃伊、埃及木乃伊、16至17世纪的韩国木乃伊、以及5至8世纪梅罗纹加王朝法国女王的肺组织,以及冈比亚的古代痰液样本。

Pallen 说:“宏基金组学技术已经做好了充分的准备,来记录从古至今的感染性疾病,脱去病原微生物出现、进化以及传播的神秘外衣。我们希望利用这项技术来发现更多新的事物。”

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