Farklı coğrafik bölgelere ait çok ilaca dirençli Mycobacterium tuberculosis izolatlarının karşılaştırmalı genom analizi

Abstract

Bu çalışmada, verem hastalığının etmeni olan Mycobacterium tuberculosis (MTB) bakterisinin çok ilaca dirençli suşlarının farklı coğrafik bölgelerden elde edilen izolatlarına ait genomlarının referans suş olan MTB H37rv genomu (Genbankası erişim numarası AL123456.3) ile karşılaştırıldı. Böylece, ilaç direncinde rol oynayan genomik değişimleri ve coğrafik bölgelere ait izolatlar arasındaki olası farklılıkları ortaya çıkarıldı. Arjantin izolatı olan MTB 410 (Genbankası erişim numarası CM007646) suşu ile Malezya izolatı olan PR10 suşunun (Genbankası erişim numarası CP010968) genomları üzerinde yapılan analizlerde, çoğunluğu lipit, karbonhidrat, protein ve nükleik asit ile enerji metabolizmalarına, oksidasyon-redüksiyon prosesine, transport (taşıma) işlevine ve membran yapılara ait olmakla birlikte fonksiyonu bilinmeyen proteinlerin de bulunduğu sırasıyla 435 ve 430 adet proteinde mutasyon tespit edildi. Her iki ÇİD suşta ortak olan mutasyona uğramış, lipit metabolizmasına ait 11, karbonhidrat metabolizmasına ait 6, protein metabolizmasına ait 8, nükleik asit metabolizmasına ait 16, oksidasyon-redüksiyon prosesine ait 6, enerji metabolizmasına ait 3, demir ve sülfür metabolizmasına ait 3, transport işlevi gören 10, ilaç ve ksenobiyotik metabolizmasına ait 1, virülansta görev alan 8, kofaktör metabolizmasına ait 2, sinyal iletiminde görev alan 4, membran yapılarda yer alan 3, hücre duvarıyla ilgili 1, sekonder metabolizmaya ait 4, metilasyon görevi olan 1 protein ve farklı yolaklarda görev alan 3 protein olmak üzere toplam 90 protein olduğu belirlendi. Sonuç olarak, muhtemel değişikliğe uğramış proteinlerin daha çok biyofilm oluşumu, DNA onarımı, replikasyon, transkripsiyon, translasyon mekanizmaları, oksijenli solunum, tip 7 sekresyon sistemi, iki bileşenli sinyal iletimi, poliketit sentezi, B vitamini biyosentezi, hücre duvarı, membran ve transport işlemleri ile ilgili olduğu belirlenmiştir.

The aim of this study is to find out genomic alterations playing role in drug resistance and possible differences between isolates belonging to different geographic regions. For this, comparative genome analyses of multidrug resistant (MDR) Mycobacterium tuberculosis (MTB) isolates, causing the disease tuberculosis, from different geographical regions were performed using non-MDR H37Rv strain (Genbank accession number AL123456.3) as reference. The genome analyses of the strain 410 from Argentina (Genbank accession number CM007646) and the strain PR10 from Malaysia (Genbank accession number CP010968) revealed 435 and 430 proteins with putative mutations, respectively. Majority of the mutant proteins were included into lipid, carbohydrate, protein, nucleic acid, and energy metabolisms, oxidation-reduction process, transport and membrane structures as well as proteins with unknown function. The number of common proteins in both MDR strains was 90; 11 in lipid metabolism, 6 in carbohydrate metabolism, 8 in protein metabolism, 16 in nucleic acid metabolism, 6 in redox process, 3 in energy metabolism, 3 in iron and sulfur metabolism, 10 in transport function, 1 in drug and xenobiotic metabolism, 8 in virulence, 2 in cofactor metabolism, 4 in signal transduction, 3 in membrane and 1 in cell wall structures, and 3 in diverse pathways. Consequently, it was determined that the putative mutant proteins were mostly related with biofilm production, DNA repair, replication, transcription and translation mechanisms, aerobic respiration, type VII secretion system, two-component signal transduction, polyketide synthesis, vitamin B biosynthesis, cell wall, membrane and transport functions.