Peneliti Mount Sinai menemukan berbagai jenis metilasi DNA dari bakteri dan mikrobioma individu menggunakan sekuensing nanopori

Peneliti Mount Sinai menemukan berbagai jenis metilasi DNA dari bakteri dan mikrobioma individu menggunakan sekuensing nanopori


PENASEHAT MEDIA DI BAWAH EMBARGO HINGGA Senin, 5 April pukul 11.00 EST

Nama Jurnal: DiMetode ture

Judul Artikel: Menemukan berbagai jenis metilasi DNA dari bakteri dan mikrobioma individu menggunakan sekuensing nanopori

Penulis yang sesuai: Gang Fang, PhD

Intinya:

  • Metilasi DNA bakteri terjadi pada konteks urutan yang beragam dan memainkan peran fungsional penting dalam pertahanan seluler dan regulasi gen. Semakin banyak penelitian telah melaporkan bahwa metilasi DNA bakteri memiliki peran penting yang mempengaruhi fenotipe yang relevan secara klinis seperti virulensi, kolonisasi inang, sporulasi, pembentukan biofilm, dan lain-lain.
  • Metilom bakteri mengandung tiga bentuk utama metilasi DNA: N6-methyladenine (6 mA), N4-methylcytosine (4mC) dan 5-methylcytosine (5mC). Pengurutan bisulfit yang banyak digunakan untuk pemetaan metilasi DNA dalam genom mamalia tidak efektif dalam menyelesaikan metilom bakteri. Molekul tunggal real-time (SMRT) dapat secara efektif memetakan peristiwa 6mA dan 4mC, dan telah memberdayakan studi> 4.000 metilom bakteri dalam sepuluh tahun terakhir. Namun, sekuensing SMRT tidak dapat secara efektif mendeteksi metilasi 5mC.

Hasil: Dalam pekerjaan ini, kami mengembangkan metode baru yang memungkinkan pengurutan nanopori untuk penemuan metilasi yang dapat diterapkan secara luas. Kami menerapkannya pada bakteri individu dan mikrobioma usus untuk penemuan metilasi yang andal. Selain itu, kami mendemonstrasikan penggunaan metilasi DNA untuk analisis mikrobioma resolusi tinggi, memetakan elemen genetik seluler dengan genom inangnya langsung dari sampel mikrobioma.

Mengapa Riset Menarik:

  • Untuk melawan bakteri patogen. Resistensi antibiotik menimbulkan risiko besar bagi kesehatan masyarakat. Untuk pertempuran terbaik dengan patogen bakteri, penting untuk menemukan target obat baru. Semakin banyak bukti menunjukkan bahwa metilasi DNA bakteri memainkan peran penting dalam mengatur fisiologi bakteri seperti virulensi, sporulasi, pembentukan biofilm, interaksi inang patogen, dll. Metode baru dalam pekerjaan ini memungkinkan para peneliti untuk lebih efektif menemukan metilasi DNA baru dari patogen bakteri, membuka metode baru dalam pekerjaan ini. peluang untuk menemukan target baru untuk merancang penghambat baru.
  • Untuk lebih memahami mikrobioma. Meskipun apresiasi yang meningkat atas peran mikrobioma dalam kesehatan manusia, karakterisasi mikrobioma yang komprehensif tetap sulit. Untuk memanfaatkan kekuatan terapeutik mikrobioma secara efektif, penting untuk memahami spesies bakteri tertentu dan strain tertentu dalam mikrobioma manusia. Metode baru kami menggabungkan kekuatan sekuensing baca panjang dan metilasi DNA bakteri untuk menyelesaikan sampel mikrobioma kompleks menjadi spesies dan strain individu. Jadi, ini juga akan memberdayakan karakterisasi resolusi tinggi dari mikrobioma manusia untuk aplikasi medis.
  • Kekuatan pemetaan berbasis metilasi dari elemen genetik seluler (sering kali mengkodekan gen resistensi antibiotik) ke genom inangnya juga membantu melacak transmisi gen resistensi antibiotik.

Bagaimana: Dengan memeriksa tiga jenis metilasi DNA dalam konteks sekuens yang sangat beragam, kami mengamati bahwa sinyal sekuensing nanopori menampilkan heterogenitas kompleks di seluruh peristiwa metilasi dari jenis yang sama. Untuk menangkap kompleksitas ini dan mengaktifkan pengurutan nanopori untuk penemuan metilasi yang dapat diterapkan secara luas, kami membuat kumpulan data pelatihan dari bermacam-macam spesies bakteri dan mengembangkan metode baru yang menggabungkan identifikasi dan pemetaan halus dari tiga bentuk metilasi DNA ke dalam klasifikasi multi-label. rancangan. Kami mengevaluasi metode tersebut dan kemudian menerapkannya pada bakteri individu dan mikrobioma usus tikus untuk penemuan metilasi yang andal. Selain itu, kami mendemonstrasikan dalam analisis mikrobiom penggunaan metilasi DNA untuk binning contig metagenomic, menghubungkan elemen genetik mobile dengan genom inangnya, dan untuk pertama kalinya, mengidentifikasi contig metagenomic yang salah perakitan.

Kata Gang Fang Gunung Sinai tentang pekerjaan:

  • Metilasi DNA memainkan peran penting dalam genom manusia, dan dipelajari secara luas dalam kesehatan dan berbagai penyakit. Metilasi DNA juga lazim pada bakteri, tetapi pemahaman kita saat ini masih pada tahap yang relatif awal.
  • Semakin banyak penelitian telah melaporkan bahwa metilasi DNA bakteri memainkan peran penting dalam mengatur fenotipe yang relevan secara medis dari bakteri patogen, seperti virulensi, pembentukan biofilm, virulensi, sporulasi, dan lain-lain.
  • Studi yang lebih luas dan lebih dalam tentang metilasi DNA bakteri membutuhkan teknologi yang andal, dan metode baru kami mengisi celah penting yang sekarang memungkinkan penggunaan sekuensing Nanopore untuk membuat penemuan baru dari genom bakteri.
  • Metode baru ini memiliki kegunaan yang luas untuk menemukan berbagai bentuk metilasi DNA dari bakteri, membantu studi fungsional regulasi epigenetik pada bakteri, dan mengeksploitasi epigenom bakteri untuk analisis metagenomik yang lebih efektif.

Untuk meminta salinan kertas atau untuk menjadwalkan wawancara dengan Dr. Fang, silakan hubungi Direktur Media dan Urusan Publik Mount Sinai, Elizabeth Dowling, di [email protected] atau di 212 241-9200.


Diposting Oleh : https://totohk.co/

About the author