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基因组迁移分析显示抗生素抗性从人类传播到动物

科学学院研究员Vincent Richards最近发表的研究结果引起人们注意逆转人畜共患病,或病原体从人类迁移到动物身上。

每年,成千上万的美国人患有各种动物疾病。这些感染被称为人畜共患疾病,通过食物,水或与动物直接接触传播。它们包括沙门氏菌,大肠杆菌,炭疽和猫抓病等。

虽然美国疾病控制中心和其他卫生机构密切关注动物对人类疾病,但对逆转人畜共患病缺乏了解。

Richards认为,人类已经获得抗生素抗性基因,最有可能是过度使用和滥用处方抗生素药物。

“我发现这些抗生素抗性基因从人类传播到家畜,伴侣动物和野生动物的实际病例,”理查兹说,他推测遗传物质是通过动物处理或通过废水径流传播的。

理查兹在一篇名为“群体基因渐渗和人工基因可塑性无乳链球菌的高基因组可塑性”的文章中报道了这些发现,该文章最近发表在“分子生物学与进化”杂志上。

在这项研究中,他和他的合作者分析了来自九种不同宿主物种 - 人类,牛,狗,鱼,青蛙,灰海豹,海豚的无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)(也称为B群链球菌)的全球901个基因组序列。山羊和骆驼 - 更好地了解传播过程。无乳链球菌可导致新生婴儿的脑膜炎,肺炎和败血症等危及生命的疾病。此外,该细菌是牛乳腺炎的主要原因,牛乳腺炎是一种限制奶牛产奶量的炎症性疾病。

生物科学系的助理教授理查兹说:“让细菌变得如此有趣的事情之一就是其广泛的宿主范围。”“它不仅感染人类和奶牛,还感染了一系列陆生和水生哺乳动物,爬行动物和两栖动物以及鱼类。它对细菌具有相当大的分类范围。”

作为分析的一部分,理查兹将基因分为核心和可有可无的类别。核心基因由所有基因组共享,而可有可无的基因仅出现在某些物种的基因组中。核心和可有可无的基因共同构成了泛基因组(一个物种的所有菌株的整个基因组)。

在将基因分类为核心或可有可无的基因时,理查兹惊讶地发现只有大约10%的泛基因组是核心,而90%是可有可无的。

值得注意的是,该研究表明,细菌基因组可塑性有多高可以产生一个广泛但高度分区的泛基因组,从而促进泛基因组的进一步扩展。可塑性允许细菌快速适应其DNA,以便它们能够在环境变化中存活。随着泛基因组的扩展,对多样化的利基景观的持续适应产生了多种生物化学多样化和不同的种群。

这种人口扩张可能导致定向偏向溢出,证明在一个利基或宿主中选择的基因最终可以如何传播到另一个。

“你有适应特定人群的基因现在被转移到另一个人群中,”理查兹说。“人类群体中选择的抗生素耐药基因现已传播到动物种群中。”

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