Record Details

METHODOLOGICAL APPROACHES TO MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS GENOTYPING FOR EVOLUTIONARY AND EPIDEMIOLOGICAL RESEARCH

Medical Immunology

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title METHODOLOGICAL APPROACHES TO MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS GENOTYPING FOR EVOLUTIONARY AND EPIDEMIOLOGICAL RESEARCH
МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ГЕНОТИПИРОВАНИЮ MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS ДЛЯ ЭВОЛЮЦИОННЫХ И ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
 
Creator I. Mokrousov V.
И. Мокроусов В.; ФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера, Санкт-Петербург
 
Subject Mycobacterium tuberculosis; evolution; molecular epidemiology; genotyping; IS6110; deletions; polymorphism; VNTR; CRISPR
Mycobacterium tuberculosis; эволюция; молекулярная эпидемиология; генотипирование; IS6110; делеции; полиморфизм; VNTR; CRISPR
 
Description Abstract. Current genome evolution of Mycobacterium tuberculosis is marked by virtual absence of the lateral gene transfer leading to the clonal population of this species consisting of separate genetic families. Standard typing method of M. tuberculosis (IS6110-RFLP, spoligo- and VNTR-typing) are based on variation of mobile and repetitive elements and provide sufficient strain discrimination for epidemiological purposes such as, estimation of recent transmission versus reactivation of latent tuberculosis, laboratory contamination, mixed infection. At the same time, rapid evolution of some markers may lead to emergence of identical profiles in the non-related strains (homoplasy) due to convergent evolution. Use of different independent markers may help solve this problem. Regularly updated databases are available for global and local analysis and are also important for standardised terminology and designation of the genotypes. Some of the M. tuberculosis genetic families continue to circulate in the limited areas while other families have become omnipresent due to their likely increased transmissibility and pathogeneicity (e.g., Beijing and LAM). The most frequently isolated Russian subvariant Beijing B0/W148 is marked by significantly higher population growth compared to the Russian Beijing population as a whole and hence may be defined as a successful clone in Russia. Recent years revealed higher than previously thought level of genome variation in M. tuberculosis even between related isolates. The whole-genome sequencing may become a useful typing method if its cost is reduced to be similar to that of the traditional typing methods. Accumulation of the data on old and new markers, development and use of new algorithms of their analysis will help to refine our knowledge about evolution of M. tuberculosis and its families, will provide better tools for epidemiological monitoring of the circulating strains on local and global scale.
Резюме. Современная эволюция генома возбудителя туберкулеза Mycobacterium tuberculosis отличается отсутствием латерального генетического переноса, что приводит к клональной популяционной структуре данного вида, состоящего из отдельных генетических семейств. Стандартные методы типирования, основанные на мобильных (IS6110-ПДРФ типирование) или повторяющихся (сполиготипирование и MIRU-VNTR) элементах ДНК, обеспечивают высокую дискриминацию штаммов, необходимую для выявления недавней передачи, лабораторной контаминации, микст-инфекции, различения между эндогенной реактивацией и суперинфекцией при рецидиве туберкулеза. В то же время, слишком быстрая эволюция иногда может приводить к появлению идентичных профилей у неродственных штаммов (гомоплазия) в результате конвергентной эволюции. Использование различных несвязанных маркеров может разрешить эту проблему. Регулярно обновляемые базы генотипических данных доступны для глобального и локального анализа циркулирующих штаммов, они имеют также исключительное значение и для разработки стандартизованной терминологии для обозначения генотипов возбудителя туберкулеза. Некоторые из генетических семейств M. tuberculosis продолжают цикулировать на ограниченных территориях в то время как другие семейства широко распространились в мире, вероятно, по причине повышенной вирулентности и трансмиссивности (например, Beijing и LAM). Наиболее часто встречаемый российский вариант Beijing B0/W148 отличается существенно более быстрым ростом субпопуляции по сравнению с популяцией Beijing в целом, что показывает «успешность» этого варианта M. tuberculosis в России. Последние достижения в геномике микобактерий выявили более существенный уровень генетической вариабельности при сравнении полных геномов даже родственных изолятов. Таким образом, полногеномное секвенирование может стать рутинным методом молекулярной эпидемиологии при условии снижения его стоимости до таковой традиционных методов генотипирования. Аккумуляция данных по различным, в том числе новым, маркерам, разработка и применение новых математических алгоритмов для их обработки и анализа позволят провести более точное моделирование эволюции M. tuberculosis и его семейств на различных отрезках времени, эпидемиологический мониторинг их циркуляции внутри стран и в глобальном масштабе.
 
Publisher Publishing house of Saint Petersburg Pasteur Institute
 
Contributor —
—
 
Date 2014-07-02
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
—
 
Format application/pdf
 
Identifier http://iimmun.ru/iimm/article/view/76
10.15789/2220-7619-2012-3-603-614
 
Source Russian Journal of Infection and Immunity; Том 2, № 3 (2012); 603-614
Инфекция и иммунитет; Том 2, № 3 (2012); 603-614
2313-7398
2220-7619
10.15789/2220-7619-2012-3
 
Language rus
 
Relation http://iimmun.ru/iimm/article/view/76/75
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).