Balamuthia mandrillaris의 기능적 주석 및 비교 유전체학 분석을 통해 잠재적인 병독성이 밝혀졌습니다.

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 14318(2023) 이 기사 인용

측정항목 세부정보

발라무티아 맨드릴라리스(Balamuthia mandrillaris)는 드물지만 거의 항상 치명적인 중추신경계 감염을 일으키고 어떤 경우에는 피부 병변을 일으키는 병원성 원생동물입니다. 현재 이 자유 생활 아메바에 대한 게놈 데이터에는 여러 가지 완전한 미토콘드리아 게놈에 대한 설명이 포함되어 있습니다. 대조적으로, 초안 품질을 갖춘 두 개의 완전한 게놈이 GenBank에서 이용 가능하지만 이들 중 어느 것도 기능적 주석을 갖고 있지 않습니다. 본 연구에서는 담수 인공 석호에서 분리된 B. mandrillaris의 전체 게놈을 서열 분석하고 조립하여 현재 이용 가능한 게놈보다 더 나은 조립 품질 매개변수 값을 갖는 조립 게놈을 얻었습니다. 그 후 앞서 언급한 게놈과 V039 및 2046 균주에 기능적 주석을 달았습니다. 마지막으로 비교유전체학 분석을 실시한 결과, 핵심 게놈의 상동성 유전자가 Acanthamoeba spp.의 독성에 잠재적으로 관여한다는 사실이 밝혀졌습니다. 및 트리파노소마 크루지(Trypanosoma cruzi). 더욱이, B. mandrillaris 감염에 대한 새로운 치료 접근법을 개발하기 위한 잠재적인 표적 유전자로 기술된 3개 계통에서 15개 유전자 중 11개가 확인되었습니다. 이러한 결과는 원생동물의 전체 게놈에 있는 단백질을 설명하고 새로운 치료법을 개발하는 데 사용할 수 있는 표적 유전자의 우선순위를 결정하는 데 도움이 됩니다.

Balamuthia mandrillaris는 따뜻한 나라의 환경에 널리 분포되어 있는 자유 생활 아메바(FLA)입니다1. 이는 발라무티아 아메바 뇌염(BAE)이라고 불리는 만성 감염의 원인이 되며, 어떤 경우에는 중추신경계(CNS) 감염보다 피부 병변이 먼저 발생하기도 합니다2. 또한, 이 감염은 면역 능력이 있는 사람과 면역력이 저하된 사람에게 영향을 미치는 것으로 보고되었으며, 현재 전 세계적으로 200건 이상의 사례가 보고되었으며 사망률은 >90%이며, 이러한 사례의 대부분은 미국과 남미에서 발생합니다3. 이러한 높은 사망률은 주로 B. mandrillaris 감염에 대한 특정 약물의 부족과 함께 조기 진단(질병이 관리 가능할 수 있는 경우)을 얻기가 어렵기 때문입니다. 현재 치료법은 주로 경험적으로 선택된 항균제의 조합으로 구성되어 현재 생존 사례가 거의 없습니다4. 이러한 이유로, 기능적 주석으로 발전하기 위해 알려진 단백질 도메인을 식별하고 이 원생동물의 병원체학에 대한 지식을 위한 도구를 제공하기 위해 이 FLA 연구에 오믹 과학을 포함하는 기술을 구현하는 것이 필요합니다.

현재 이 미생물의 게놈 정보는 부족하며 길이가 39.8~42.8Kb, 리보솜 RNA(rRNA) 2개, tRNA(전이 RNA) 13~18개, 33개 범위의 다양한 분리주의 미토콘드리아 게놈에만 주석이 달렸습니다. 38개의 단백질 코딩 서열4, 6. 최근 연구에서 B. mandrillaris 전사체가 분석되었으며, 예측된 단백질의 약 40%가 기능적으로 주석이 달렸고, B. mandrillaris 감염에 대한 새로운 치료 접근법을 위한 15개의 표적 유전자가 확인되었습니다7. 그러나 GenBank에는 이 FLA에 대한 완전한 주석이 달린 게놈이 없으며 균주 2046 및 V039에 대해 두 개의 초안 품질 게놈만 사용할 수 있으며 크기는 각각 44~68Mb입니다8, 9.

의학적 관련성이 있는 다른 미생물과 관련하여 기능적 주석과 비교 유전체학을 결합한 연구는 항생제 내성, 병독성 인자, 전사 조절 인자, 운동성 등과 관련된 유전자를 식별하는 것으로 보고되었습니다10,11,12,13. FLA의 팬게놈 분석을 통해 병원성 Acanthamoeba 및 Naegleria fowleri 종의 독특한 유전자가 밝혀졌습니다. 가시아메바의 경우 독성에 관여하는 유전자가 메탈로프로테아제, 라미닌 결합 단백질, 열충격 단백질로 보고되었습니다14. Naegleria fowleri의 경우 자가포식, 세포골격 및 막 역학, 운동성, 분비물, 스트레스에 대한 반응 및 번역 후 변형과 관련된 유전자가 확인되었습니다15.