耶爾森氏菌是一種鑒定菌株的新型基因組工具

鼠疫耶爾森氏菌引起鼠疫，而腸道小腸結腸炎耶爾森氏菌和假結核耶爾森氏菌則是腸道疾病的原因。巴斯德研究所的研究人員開發了一種新的基因組分析方法，用于對所有耶爾森菌菌株進行分類和鑒定，并估算其致病性。

在耶爾森菌屬，腸桿菌科的一部分，目前包括19種和影響人類的三種病原體：

鼠疫鼠疫耶爾森氏菌;-和食源性病原體小腸結腸炎耶爾森氏菌和假結核耶爾森氏菌，它們會引起腸道耶爾氏菌病，這種病可通過食物傳播。

小腸結腸炎耶爾森菌是溫帶和寒冷國家中細菌性腹瀉的第三大病因，僅次于沙門氏菌和彎曲桿菌。在法國，感染大多發生在孤立的病例中或影響小組。

“以前，菌株是使用生化方法鑒定的，有時有時缺乏精確性。它們依賴于代謝反應，在發生非典型反應時會導致錯誤識別，”國家鼠疫和其他疾病參考中心(CNR)副主任Cyril Savin說耶爾森氏菌感染，由巴斯德研究所主辦。

需要更準確的識別

在這種情況下，適用于耶爾森氏菌所有物種(包括尚未描述的物種)的識別策略是有用的資產。因此，巴斯德細菌病原體生物多樣性和流行病學研究所的科學家與CNR以及計算生物學系的生物信息學和生物統計學中心聯合起來，開發了一種基于基因組的方法來鑒定耶爾森氏菌屬的菌株(基因組包括所有DNA中包含的基因)。

“我們開發了一種分析基因組序列的方法，能夠快速，全面地進行翻譯，”細菌病原體生物多樣性和流行病學負責人Sylvain Brisse解釋說。“當我們針對每種菌株掃描耶爾森氏菌基因組中眾多基因的序列時，我們意識到每種細菌都有其獨特的遺傳特征。該方法涉及將這種遺傳特征轉化為一種標準化的'條形碼'。”

通過將該方法應用于耶爾森氏菌屬，鑒定出超過3,000個條形碼，其中一些揭示了新物種。Sylvain Brisse繼續說：“我們的工作最終以一種標準化的語言進行，使所有實驗室都能識別這些代碼。”為了傳播該方法，向“條形碼”(基因組圖譜)和相關標識詳細信息數據庫提供了公共訪問權限，從而使全世界的實驗室都可以使用自己的基因組序列來鑒定耶爾森菌菌株。

使用自動分類算法，每個基因組圖譜都與其物種和遺傳譜系相關聯。“我們對耶爾森氏菌菌株的遺傳圖譜的比較顯示出令人驚訝的生物多樣性水平，包括幾個新的和以前未知的物種。現在可以根據它們的基因組圖譜極其可靠地鑒定菌株。”計算生物學系的生物信息學家亞歷克西斯·克里斯庫洛說。 。“使用這種方法，我們還可以更準確地定義在CNR發送給我們的毒株的致病性。其中約33%不是致病性!”強調西里爾·薩文(Cyril Savin)。實際上，準確鑒定菌株至關重要，因為耶爾森氏菌的致病性不同毒株：“它可以更有效地監控患者，也可以用來指導公共衛生措施的推廣，”巴斯德研究所耶爾森氏菌研究部門負責人哈維爾·皮薩羅·塞達(JavierPizarro-Cerdá)解釋說。

菌株分類法-細菌感染領域的主要挑戰

微生物菌株多樣性的分析在解決傳染病方面起著關鍵作用。作為其2019-2023年戰略計劃的一部分，巴斯德研究所正在尋求擴展其微生物菌株分類學的專業知識(生物學的一個分支，旨在將活生物體分類為稱為分類群的群體，以期對其進行識別)。這個基因組分類學項目是更廣泛計劃的一部分。為了增加研究對健康的影響，巴斯德研究所與國家參考中心(CNR)和巴斯德研究所成員研究所合作，開展了一個旨在組織，更好地表征和推廣巴斯德研究所生物收藏的項目。國際網絡。該構想與全球健康的概念相關聯，該概念基于以下觀點：應當在全球范圍內解決健康問題，并且應當相互依賴并構成一個整體(“一個健康”的概念)的人類，動物和環境健康。共同解決。在此框架內，其他基因組分類項目已經成功完成，從而可以對巴斯德研究所研究的其他細菌(如李斯特菌，鉤端螺旋體，克雷伯菌和稀有的伊麗莎白女王)進行監測，分類和解碼。