2011年10月26日,,由澳大利亞墨爾本大學(xué)和華大基因主導(dǎo)完成的豬蛔蟲(Ascaris suum)基因組研究成果在國際頂尖雜志《自然》(Nature)上在線發(fā)表。該研究成果將有助于科學(xué)家從基因水平了解蛔蟲病遺傳特性及致病機理,,為蛔蟲病治療藥物和疫苗的研發(fā)奠定了重要的科研基礎(chǔ),。
寄生蟲病是世界上分布廣、種類多,、危害嚴重的一類疾病,,其中蛔蟲病是寄生蟲病中最常見的一種疾病,給人類造成嚴重危害,。豬蛔蟲病是生產(chǎn)中常見的危害嚴重的豬寄生蟲病,,輕則引起仔豬消化不良,降低飼料報酬率,,增加養(yǎng)殖成本,;重則因大量蟲體堵塞腸管導(dǎo)致死亡,給養(yǎng)殖戶帶來巨大損失,。人蛔蟲病也是世界上流行最廣的人類蠕蟲病,,據(jù)WHO估計全球有13億患者,尤其是在亞洲,,非洲和拉丁美洲等發(fā)展中國家感染者更多,。蛔蟲的寄生可引起腸粘膜的損傷,,導(dǎo)致消化和吸收障礙,,或引起其它并發(fā)癥,嚴重甚至?xí)?dǎo)致死亡,,給人類健康造成巨大的威脅,。該研究中的A. suum雖然只是主要感染豬,但是它與另外一種人類寄生蟲Ascaris lumbricoides(人蛔蟲)具有十分近的親緣關(guān)系,,因此該研究對于防治此類疾病將具有非常重要的參考意義,。
在本研究中,研究人員采用新一代高通量測序技術(shù)對A. suum進行了全基因組測序,,測序深度高達80x,。研究表明,A. suum基因組由2.73億個堿基對組成,大約含有18,500個蛋白質(zhì)編碼基因,。通過對豬組織中的蛔蟲成蟲和幼蟲進行了轉(zhuǎn)錄組測序及分析后,,研究人員還發(fā)現(xiàn)了164,000個單核苷酸多態(tài)性位點(SNPs)。這些數(shù)據(jù)為研究A. suum在不同發(fā)育階段和不同宿主組織中侵入宿主體內(nèi)的轉(zhuǎn)錄模式提供了重要線索,。研究還發(fā)現(xiàn),,與目前已測序的其它動物相比,A. suum的基因組中的重復(fù)序列較少,,只占整個基因組的4.4%,,還發(fā)現(xiàn)了24個反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子家族和8個DNA轉(zhuǎn)座子家族。
通過與其它寄生和非寄生蛔蟲以及模式生物秀麗隱桿線蟲進行比較基因組學(xué)分析發(fā)現(xiàn),,A. suum與其它寄生蟲具有高度同源性,,其中與動物寄生蟲——馬來絲蟲(Brugia malayi)具有最高的共線性;研究人員還發(fā)現(xiàn)了A. suum和人蛔蟲與其寄生相關(guān)的遺傳特征,,如豬寄生蟲能夠分泌一些物質(zhì)幫助其侵入動物機體或抵御宿主的免疫系統(tǒng),。
“從A. suum的基因組序列中,我們已經(jīng)確定了5個新的藥物靶點,,這些靶點可能與其他許多寄生蟲有關(guān),,通過基因組分析發(fā)現(xiàn),這些藥物靶點具有特異性,,它們可以選擇性地殺死寄生蟲,,但并不會給宿主帶來損害。因此,,目前我們迫切需要開發(fā)新的治療蛔蟲病的方法,。” 文章的第一作者、墨爾本大學(xué)的Aaron R. Jex教授說,。
文章的第一作者,、華大基因該項目負責(zé)人李波說:“豬蛔蟲是一種與感染人數(shù)極多的人蛔蟲親緣關(guān)系很近的寄生蟲,目前也是作為寄生蟲研究的一個理想模型,。我們通過對豬蛔蟲進行全基因組測序,、組裝、注釋及分析,,試圖從基因組水平了解其遺傳特性以及一些致病的機制,這對于防治蛔蟲病具有十分重要的意義,。通過進一步挖掘基因組信息,,我們希望能夠為豬蛔蟲病和人蛔蟲病的診斷,預(yù)防和治療等提供更多有價值的信息,。”(生物谷 Bioon.com)
doi:10.1038/nature10553
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Ascaris suum draft genome
Parasitic diseases have a devastating, long-term impact on human health, welfare and food production worldwide. More than two billion people are infected with geohelminths, including the roundworms Ascaris (common roundworm), Necator and Ancylostoma (hookworms), and Trichuris (whipworm), mainly in developing or impoverished nations of Asia, Africa and Latin America. In humans, the diseases caused by these parasites result in about 135,000 deaths annually, with a global burden comparable with that of malaria or tuberculosis in disability-adjusted life years. Ascaris alone infects around 1.2 billion people and, in children, causes nutritional deficiency, impaired physical and cognitive development and, in severe cases, death. Ascaris also causes major production losses in pigs owing to reduced growth, failure to thrive and mortality. The Ascaris–swine model makes it possible to study the parasite, its relationship with the host, and ascariasis at the molecular level. To enable such molecular studies, we report the 273 megabase draft genome of Ascaris suum and compare it with other nematode genomes. This genome has low repeat content (4.4%) and encodes about 18,500 protein-coding genes. Notably, the A. suum secretome (about 750 molecules) is rich in peptidases linked to the penetration and degradation of host tissues, and an assemblage of molecules likely to modulate or evade host immune responses. This genome provides a comprehensive resource to the scientific community and underpins the development of new and urgently needed interventions (drugs, vaccines and diagnostic tests) against ascariasis and other nematodiases.