對于人類而言,細菌扮演著多重角色,有時是親密的伙伴,有時是致命的敵人。英國著名的Wellcome Sanger研究所近日與Pacific Biosciences(PacBio)合作,測序了3,000多種細菌的基因組,其中包括一些世界上最危險的細菌。
這些細菌是由英國國家菌種保藏中心(NCTC)保藏的,包括引起瘟疫、痢疾和霍亂的細菌和250多種大腸桿菌。通過解碼DNA,研究人員能夠更好地了解細菌引起的疾病以及它們如何形成耐藥性。這些公開的基因組圖譜也有助于人們開發新型的診斷檢測、疫苗或治療方案。
目前,抗生素耐藥性是全球的一個重大問題。一些耐藥性細菌引起了嚴重疾病,包括全球十大死因之一的結核病,僅在2016年就感染了1040萬人,并造成170萬人死亡;每年感染7800萬人的淋病,現在變得很難治療。
同時,NCTC也收集了著名的超級細菌——耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)的樣本,這種細菌耐受多種抗生素。這些菌株的遺傳學研究將有助于研究人員了解抗生素耐藥機制。
此外,NCTC還保藏了很多有歷史意義的菌株,包括青霉素發現者Alexander Fleming存放的16株菌株,其中一個樣本是從他的鼻子中獲得的。還有一株引起痢疾的福氏志賀菌(Shigella flexneri)是從一戰的士兵身上分離出來的。

流感嗜血桿菌(Haemophilus influenzae),從Alexander Fleming的鼻子中獲得
研究人員對該中心保藏的所有“標準菌株(type strain)”進行了測序。這些寶貴菌株的基因組序列將有助于人們開發新方法來鑒定感染,包括在現場快速診斷細菌感染,以便確定疾病爆發的源頭并幫助控制感染。
Sanger研究所的Julian Parkhill表示:“NCTC的菌種保藏對于了解現在的病原體意義重大。準確地了解抗生素和疫苗引入之前和之后的細菌,并將它們與現在的菌株進行比較,將讓我們了解它們如何應對治療。反過來,這也幫助我們開發新型的抗生素和疫苗。”
“PacBio全面的DNA測序實現了深入的基因組分析,我們很高興與他們合作開展這一重要項目,”他補充道。基于新穎的單分子實時(SMRT)測序技術,PacBio的測序儀帶來了超長讀長,無需PCR,無GC bias,在測序的同時可直接檢測堿基修飾等,廣泛應用于從頭測序、全長轉錄本測序、靶向測序、表觀遺傳學和宏基因組等多個領域。
PacBio的首席科學官Jonas Korlach表示:“SMRT測序所帶來的高質量基因組圖譜讓人們對這些細菌有了前所未有的了解。我們很高興能被Sanger研究所等機構選中,為科學界和公共衛生界創造了如此重要的資源。”
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