Anonim

Urutan genom dari racun paling mematikan di dunia

Kesehatan & Kesejahteraan

Loz Blain

28 Mei 2007

Spora Clostridium Botulinum

28 Mei 2007 Racun botulism adalah racun paling mematikan di planet ini. 2kg itu cukup untuk membunuh setiap orang di planet ini - meskipun ini tidak menghentikan orang kaya dan hambar dari menyuntikkannya ke wajah mereka sebagai Botox, di mana ia berhenti saraf dari bekerja dan memiliki efek penghalusan sedikit pada kerutan. Toksin diproduksi oleh bakteri Clostridium Botulinum - dan para ilmuwan di Wellcome Trust Sanger Institute di Inggris baru saja menyelesaikan beberapa penelitian genom yang menarik tentang pengembangan pembunuh yang sangat efektif ini dan mekanisme kelangsungan hidupnya. Di mana beberapa bakteri menggunakan metode yang kompleks dan bahkan elegan untuk menari di sekitar sistem kekebalan tubuh kita, C. Botulinum pergi untuk serangan langsung dengan "palu godam mikroba. " Lebih lanjut, hanya di sekitar garis rahang.

Genom dari organisme yang menghasilkan racun paling mematikan di dunia terungkap hari ini. Racun ini adalah satu senjata nyata dalam genom Clostridium botulinum dan kurang dari 2 kg - berat dua kantong gula - cukup untuk membunuh setiap orang di planet ini. Sejumlah kecil toksin yang sama digunakan dalam perawatan medis, salah satunya dikenal sebagai Botox®.

Urutan genom menunjukkan bahwa C. botulinum tidak memiliki alat halus untuk menghindari pertahanan manusia kita atau metode rumit untuk memperoleh resistensi terhadap antibiotik. Ia hidup baik sebagai spora aktif atau sebagai pemulung materi hewan yang membusuk di dalam tanah, dan tidak berinteraksi dengan manusia atau hewan besar lainnya selama jangka waktu yang lama.

Kadang-kadang ia menjadi hewan hidup, melalui makanan yang terkontaminasi atau luka terbuka, yang menyebabkan botulisme bayi atau botulisme luka, keduanya merupakan infeksi serius pada manusia. Tuan rumah dapat dengan cepat dikuasai dan, dalam beberapa kasus, dibunuh oleh racun, dan C. botulinum memiliki sumber makanan baru.

"Meskipun dalam kelompok yang sama dengan Clostridium difficile - Cdiff superbug - C. botulinum memiliki genom yang luar biasa karena sangat stabil, " komentar Dr Mohammed Sebaihia, penulis utama pada kertas dari Wellcome Trust Sanger Institute. "Tidak seperti Cdiff, di mana lebih dari 10% gen telah diperoleh dari bakteri lain, hampir tidak ada jejak ini di C. botulinum."

Ada beberapa jenis C. botulinum: meskipun digambarkan sebagai varian dari satu spesies, mereka adalah organisme yang sangat berbeda yang terkait hanya karena mereka memiliki racun yang mematikan. Untuk setiap jenis, ada juga kerabat dekat-identik tetapi tidak berbahaya yang tidak memiliki racun. C. sporogenes adalah kembaran non-ganas, dekat dari organisme yang diurutkan.

Profesor Mike Peck, dari Institute of Food Research, berkomentar bahwa "Sangat mengherankan bahwa 43% gen yang diprediksi dalam genom C. botulinum tidak ada pada lima kostridia lainnya, dan hanya 16% gen C. botulinum. umum untuk semua lima. Temuan kami menekankan betapa berbedanya clostridia satu sama lain. "

C. toksin botulinum menghentikan saraf bekerja - dasar penggunaannya dalam pengobatan untuk mengontrol tremor dan perawatan kosmetik. Untuk mangsa serangan oportunistiknya, kematian cepat. Mungkin alat yang paling penting itu harus bertindak keluar serangan siluman adalah kemampuannya untuk hibernate ketika kali sulit dengan membentuk spora dorman.

Lebih dari 110 set yang terdiri dari hampir 3700 gen digunakan untuk mengontrol pembentukan spora dan perkecambahan ketika ada kesempatan.

"C. Botulinum menunjukkan kepada kita satu ekstrem cara-cara bakteri dapat membuat sebagian besar inang hewan, " jelas Dr Julian Parkhill dari Wellcome Trust Sanger Institute. "Beberapa organisme menggunakan pendekatan halus, secara elegan melakukan koreografi interaksi mereka dengan kami dan pertahanan kami."

"C. Botulinum mengambil pendekatan yang berlawanan. Itu terletak di menunggu dan, jika mendapat kesempatan, itu hits tuan rumah dengan palu godam mikroba. Kemudian makan sisa dan meletakkan rendah sampai host berikutnya datang."

Urutan genom dibumbui dengan gen yang menghasilkan enzim untuk mencerna protein dan bahan hewani lainnya di dalam tanah. Juga ditemukan, unik dalam spesies ini, adalah berbagai gen yang memungkinkan untuk menyerang banyak serangga dan makhluk kecil lainnya yang hidup di tanah. 'Chitinase' yang dihasilkan oleh gen ini dapat menurunkan casing serangga dan krustasea kecil.

Bukan hanya hewan yang dapat merasakan murka C. botulinum, jelas Dr Sebaihia: "Tanah bisa menjadi lingkungan yang keras dan makanan bisa langka. Untuk melihat dari kompetisi, C. botulinum datang dengan antibiotik sendiri. '- zat kimia yang disebut boticin yang membunuh bakteri yang bersaing. "

Urutan genom dapat memberi tahu kita banyak tentang biologi organisme, tetapi penelitian tentang clostridia telah terhambat oleh kurangnya sistem genetik yang baik. Profesor Nigel Minton, Profesor Mikrobiologi Molekuler Terapan di Universitas Nottingham, telah mengembangkan metode baru untuk melumpuhkan gen di clostridia.

"Bahkan setelah beberapa dekade penelitian, hanya beberapa mutan yang dibuat di clostridia, dan tidak ada di C. botulinum, " Profesor Minton menjelaskan. "Kami telah mengembangkan sistem yang sangat efisien, ClosTron, dengan yang kami miliki, dalam beberapa bulan, merobohkan lebih dari 30 gen dalam empat spesies clostridial yang berbeda, termasuk delapan di C. botulinum. Ketersediaan alat ini harus merevolusi genom fungsional studi di clostridia. "

Genom yang luar biasa dan stabil ini menunjukkan berbagai strategi yang digunakan oleh bakteri untuk meningkatkan peluang mereka untuk bertahan hidup. Untuk Clostridia, ini berkisar dari pendekatan yang digunakan oleh C. difficile - interaksi jangka panjang dengan host, yang melibatkan menghindari sistem kekebalan tubuh dan melawan antibiotik - dengan pendekatan oportunistik tunggal C. botulinum.

Spora Clostridium Botulinum

Direkomendasikan Pilihan Editor