Mutacja Campylobacter – wpływ na przemysł spożywczy

Istnieje kilka gatunków Campylobacter, ale C. jejuni i C. coli są najczęstszymi i głównymi przyczynami zapalenia żołądka i jelit u ludzi na całym świecie. Potencjalnie śmiertelne konsekwencje choroby spowodowały, że przeprowadzono wiele badań nad mechanizmami zjadliwości tych bakterii, starając się je zrozumieć i tym samym kontrolować. Najnowsze badania Niemieckiego Federalnego Instytutu Oceny Ryzyka (BfR), Departamentu ds. Bezpieczeństwa Biologicznego, dowodzą, że sekwencje genetyczne C. jejuni i C. coli mieszają się, a materiał genetyczny jednego gatunku znajduje się w tym drugim. Ta mutacja genetyczna uniemożliwia dokładną identyfikację za pomocą tradycyjnych metod i w znacznym stopniu wyjaśnia dalsze występowanie patogenu.

Badania zespołu z Instytutu obejmowały rutynowe badanie PCR w czasie rzeczywistym na ponad 4000 szczepów polowych C. jejuni i C. coli, które zidentyfikowało izolaty z niejednoznacznymi wynikami PCR dla zróżnicowania gatunkowego, w szczególności z jaja źródła izolacji.

Analiza Campylobacter wykazuje niezależną mutację

Reakcja łańcuchowa polimerazy (PCR) jest metodą umożliwiającą amplifikację na dużą skalę danego fragmentu DNA, co ułatwia szczegółowe badanie próbki. Naukowcy ustalili, że przyczyną niejednoznacznych wyników jest międzygatunkowy horyzontalny transfer genów, weryfikowany przez różne pochodzenie próbek - zarówno w czasie, jak i miejscu.

Wyjaśnili, że analiza za pomocą oprogramowania Ridom Seqsphere+ wykorzystującego oparte na allelach cgMLST z 1343 genów wskazuje, że 29 hybryd C. coli w większości przypadków nie było spokrewnionych.

Większość z tych szczepów miała zróżnicowane filogenetycznie pochodzenie. Zostało to potwierdzone różnymi datami izolacji, od 2009 do 2018 r. oraz różnymi miejscami izolacji z sześciu krajów związkowych Niemiec. Łącznie dane te wskazują, że poziomy transfer genów z C. jejuni wystąpił niezależnie u hybryd C. coli.

Naukowcy uważają jednak, że genetyczna introgresja - czyli przemieszczanie się genu z jednego gatunku do innej puli genów - nie odbywa się w sposób przypadkowy, lecz w wyniku adaptacji do trudnych warunków, skłaniając do mutacji w celu przeżycia.

Co to oznacza dla przemysłu?

Metoda, która do tej pory była szeroko stosowana do wykrywania wszystkich priorytetowych patogenów przenoszonych przez żywność - wieloogniskowe typowanie sekwencyjne (MLST), okazuje się mieć niestety wady.

Dane wykazały, że MLST jako badanie filogenetyczne ma ograniczenia, ponieważ sekwencje C. jejuni znaleziono w sześciu z siedmiu genów domowych w większości „hybrydowych” szczepów. W związku z tym znormalizowane metody typowania powinny uwzględniać perturbacje związane z rozszerzoną aktywnością rekombinacji w Campylobacter.

Informacja, że identyfikacja patogenów może być trudna dla nowych hybrydowych szczepów Campylobacter prawdopodobnie wpłynie na pracę laboratoriów wykrywających te patogeny, powodując, że będą one musiały dostosować swoje metody.

Źródło: https://www.nature.com/articles/s41598-020-60320-y