Зеленящие стрептококки . Азбука антибиотикотерапии. Видаль справочник лекарственных препаратов
Автор: Трубачева Е.С., врач – клинический фармаколог
Темой сегодняшнего разговора будет группа зеленящих стрептококков – наименование не очень легитимное, но прочно вошедшее в практику, как и обзывательство антибактериальной терапии – антибиотикотерапией, а кто мы такие, чтобы отменять традиции.
Под наименованием «Зеленящие стрептококки или S.viridans» прячется целая группа микроорганизмов, относящихся к альфа-зеленящим стрептококкам семейства Streptococcaceae. Эта группа является очень важным компонентом в составе нормально микрофлоры полости рта, слизистых оболочек дыхательных путей, пищеварительного тракта и половых органов. Поэтому обнаружив следующих ее представителей (S.gordonii, S.oralis, S. mutants, S.sanguis и S.salivarius) в посеве из полости рта, не надо немедленно начинать это лечить – этим вы только навредите организму, выбив из его состава важный компонент его нормальной микрофлоры.
На этом можно было бы и закончить, если бы не одно большое «но» — некоторые представители данного семейства умеют вызывать не только гнойные инфекции, но и являются причиной бактериального эндокардита не только у лиц с иммунодефицитами, но и у вполне здоровых пациентов, не следящих за состоянием собственных зубов. Поэтому если лаборатория присылает высеянный из крови зеленящий стрептококк у социально благополучного пациента, но с бактериальным эндокардитом, загляните ему в рот. Поверьте на слово, это не такая большая казуистика даже в наши дни, а антибактериальная терапия будет отличаться разительно от тех случаев, когда возбудителями выступают энтерококки или золотистый стафилококк.
Рассмотрим основных представителей семейства, на которых больше всего шансов наткнуться в антибиотикограммах.
- Streptococcus sanguis – воистину могуч и вездесущ. Обнаруживается в зубных отложениях с самого прорезывания зубов и до конца жизни, где и есть основное место его обитания.
Иногда может быть обнаружен на слизистой глотки и в фекалиях, куда попадают транзитом. При этом надо помнить, что этот микроб вносит существенный вклад в процессы, связанные с кариесом, занимая в последующем ведущее место в ассоциациях микроорганизмов, выделяемых из гнойного экссудата при воспалительных процессах в челюстно-лицевой области, включая одонтогенные абсцессы мозга и других органов. Кроме того, они же могут быть выделены их крови и сердечных клапанов больных инфекционным эндокардитом. - Streptococcus salivarius – также является одним из основных компонентов нормальной микрофлоры полости рта, а также, но в меньшем количестве, может быть выделен со слизистых дыхательного, желудочно-кишечного и урогенитального тракта. Особенно часто выделяются при анализе микрофлоры языка, слюны и фекалий. И крайне редко из крови при менингитах, септицимии и эндокардитах.
- Streptococcus mutans – выделяется с поверхности зубов и фекалий. Этот микроб является кариесогенным, а значит, может в дальнейшем вызывать бактериемию и бактериальный эндокардит у пациентов, не занимающихся регулярной санацией кариозных очагов в полости рта.
- Streptococcus mitis – в норме выделяется из слюны, мокроты фекалий, при этом может выделяться из верхних дыхательных путей и крови при нозокомиальном инфицировании.
- Совсем неверно упоминать в этом блоке стрептококки группы Anginosus — Streptococcus intermedius/S.anginosus/S.constellatus, но так как мы обсуждаем в основном орофарингеальную флору, способную вызвать инфекционные эндокардиты (и чтобы не писать еще один, совсем малюсенький блок), мы упомянем их здесь. В норме они являются представителями пародонтогенной группы. Но стоит представителю группы S.intermedius оттуда выбраться, как он может вызывать абсцессы печени, мозга и эндокардиты, так как проявляет высокую тропность к их тканям.
Иногда может быть обнаружен на слизистой глотки и в фекалиях, куда попадают транзитом. При этом надо помнить, что этот микроб вносит существенный вклад в процессы, связанные с кариесом, занимая в последующем ведущее место в ассоциациях микроорганизмов, выделяемых из гнойного экссудата при воспалительных процессах в челюстно-лицевой области, включая одонтогенные абсцессы мозга и других органов. Кроме того, они же могут быть выделены их крови и сердечных клапанов больных инфекционным эндокардитом.
Этот микроб является кариесогенным, а значит, может в дальнейшем вызывать бактериемию и бактериальный эндокардит у пациентов, не занимающихся регулярной санацией кариозных очагов в полости рта.
Диагностические аспекты
Освоив вышеприведенный материал, мы видим, что только обнаружение данных микроорганизмов в стерильных средах может указывать на них как на потенциальных возбудителей. Почему все-таки потенциальных? Да потому, что в 80% случаев это может оказаться банальной контаминацией в связи с несоблюдением техники забора материала (все мы дышим, и если материал забирается с нарушением правил асептики и антисептики и без использования закрытых систем, то налететь в пробирку может много чего и не только из наших рта и носов). Таким образом, посевы нужно повторять.
Обнаружение этого же зоопарка в местах естественного его обитания не говорит нам практически ничего, если только пациент совсем не следит за полостью рта, и тогда ему можно настоятельно рекомендовать посещение стоматолога.
Аспекты антибактериальной терапии
Группа зеленящих стрептококков природно резистентна к тетрациклинам, макролидам и клиндомицину (до 50% штаммов), к биссептолу резистентно более 75%.
Таким образом об этих группах мы даже не вспоминаем.
Само лечение должно быть комплексным и часто в сочетании с хирургическим. Выбор конкретных препаратов будет зависеть от локализации процесса, тяжести состояния пациента и выделенного возбудителя
Например, чувствительность
А чувствительность к Streptococcus mutans – вот так (нажмите на картинку для увеличения):
Подробнее все рассмотреть можно по этой ссылке, ведь именно на этой базе данных работают автоматические и полуавтоматические анализаторы в микробиологических лабораториях.
Препаратами выбора будут являться:
- Пенициллин в высоких дозировках (до 24 млн ЕД в сутки), возможно, в сочетании с аминогликозидами
- Цефтриаксон
- Ванкомицин
Как и в случае с любым стрептококком, крайне важно соблюдать длительность лечения, и она должна быть не менее 10-14 дней.
В заключение хотелось бы сказать, что как ни прискорбно это сознавать, но недоступность, в первую очередь финансовая, адекватной стоматологической помощи вновь привела к всплеску заболеваний связанных с неблагополучием в полости рта, таким образом, мы вновь вынуждены вспоминать, что инфекционный эндокардит – это не только болезнь наркоманов и лиц со сниженным иммунным статусом, но и тех, у кого недостаточно средств на хорошего стоматолога, а потому и нам не лишне иногда осматривать полость рта у пациентов с инфекциями кровотока или абсцессами в головном мозге или печени.
Поделиться с друзьями
Пожалуйста, заполните поля e-mail адресов и убедитесь в их правильности
Страница статьи : Российский педиатрический журнал
Баранов А.А.
, Брико Н.И., Намазова-Баранова Л.С., Ряпис Л.А. Стрептококки и пневмококки. Ростов н/Д: Феникс, 2013.
Doern CD, Burnham CA. It’s not easy being green: the viridans group streptococci, with a focus on pediatric clinical manifestations. J Clin Microbiol. 2010; 48(11): 3829-35. doi: 10.1128/JCM.01563-10.
Brenciani A, Tiberi E, Tili E, Mingoia M, Palmieri C, Varaldo PE, et al. Genetic determinants and elements associated with antibiotic resistance in viridans group streptococci. J Antimicrob Chemother. 2014; 69(5): 1197-204. doi: 10.1093/jac/dkt495.
Facklam R. What happened to the streptococci: overview of taxonomic and nomenclature changes. Clin Microbiol Rev. 2002; 15(4): 613-30.
Spellerberg B, Brandt C. Streptococcus. In: Versalovic J, Carroll KC, Funke G, Jorgensen JH, Landry ML and Warnock DW (ed.), Manual of Clinical Microbiology, 10th ed., ASM Press, Washington, DC, 2011; 331-49.
Póntigo F, Moraga M, Flores SV. Molecular phylogeny and a taxonomic proposal for the genus Streptococcus. Genet Mol Res. 2015; 14(3): 10905-18. doi: 10.4238/2015.
Маянский Н.А., Калакуцкая А.Н., Мотузова О.В., Ломинадзе Г.Г., Крыжановская О.А., Катосова Л.К. MALDI-TOF масс-спектрометрия в рутинной работе микробиологической лаборатории. Вопросы диагностики в педиатрии. 2011; 3(5): 20-5.
Angeletti S, Dicuonzo G, Avola A, Crea F, Dedej E, Vailati F. et al. Viridans Group Streptococci clinical isolates: MALDI-TOF mass spectrometry versus gene sequence-based identification. PLoS One. 2015; 10(3):e0120502. doi: 10.1371/journal.pone.0120502.
Harju I, Lange C, Kostrzewa M, Maier T, Rantakokko-Jalava K, Haanperä M. Improved Differentiation of Streptococcus pneumoniae and Other S. mitis Group Streptococci by MALDI Biotyper Using an Improved MALDI Biotyper Database Content and a Novel Result Interpretation Algorithm.
J Clin Microbiol. 2017; 55(3): 914-22. doi: 10.1128/JCM.01990-16.
Su TY, Lee MH, Huang CT, Liu TP, Lu JJ. The clinical impact of patients with bloodstream infection with different groups of Viridans group streptococci by using matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS). Medicine (Baltimore). 2018; 97(50):e13607. doi: 10.1097/MD.0000000000013607.
Ioannidou S, Papaparaskevas J, Tassios PT, Foustoukou M, Legakis NJ, Vatopoulos AC. Prevalence and characterization of the mechanisms of macrolide, lincosamide and streptogramin resistance in viridans group streptococci. Int J Antimicrob Agents. 2003; 22(6): 626-9.
Ergin A, Ercis S, Hasçelik G. Macrolide resistance mechanisms and in vitro susceptibility patterns of viridans group streptococci isolated from blood cultures. J Antimicrob Chemother. 2006; 57(1): 139-41.
Chun S, Huh HJ, Lee NY.
Species-specific difference in antimicrobial susceptibility among viridans group streptococci. Ann Lab Med. 2015; 35(2): 205-11. doi: 10.3343/alm.2015.35.2.205.
Маянский Н.А., Кварчия А.З., Пономаренко О.А., Лазарева А.В., Куличенко Т.В. Носительство оральных стрептококков, устойчивых к пенициллину и эритромицину, у детей с острыми респираторными инфекциями. Российский педиатрический журнал. 2018; 21(6): 337-44. DOI: http://dx.doi.org/10.18821/1560-9561-2018-21-6-337-44.
Mayanskiy N, Alyabieva N, Ponomarenko O, Pakhomov A, Kulichenko T, Ivanenko A. et al. Bacterial etiology of acute otitis media and characterization of pneumococcal serotypes and genotypes among children in Moscow, Russia. Pediatr Infect Dis J. 2015; 34(3): 255-60. doi: 10.1097/INF.0000000000000554.
CLSI M100 ED29:2019 — Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing, 29th Edition.
Маянский Н.
А., Алябьева Н.М., Пономаренко О.А., Куличенко Т.В., Артемова И.В., Лазарева А.В. и др. Динамика распространенности серотипов и антибиотикорезистентности носоглоточных пневмококков, выделенных у детей в 2010-2016 гг.: результаты ретроспективного когортного исследования. Вопросы современной педиатрии. 2017; 16 (5): 413-23. doi: 10.15690/vsp.v16i5.1806).
Rodriguez-Avial I, Rodriguez-Avial C, Culebras E, Picazo JJ. Distribution of tetracycline resistance genes tet(M), tet(O), tet(L) and tet(K) in blood isolates of viridans group streptococci harbouring erm(B) and mef(A) genes. Susceptibility to quinupristin/dalfopristin and linezolid. Int J Antimicrob Agents. 2003; 21(6): 536-41.
Smith A, Jackson MS, Kennedy H. Antimicrobial susceptibility of viridans group streptococcal blood isolates to eight antimicrobial agents. Scand J Infect Dis. 2004; 36(4): 259-63.
Rozkiewicz D, Daniluk T, Sciepuk M, Zaremba ML, Cylwik-Rokicka D, Luczaj-Cepowicz E et al.
Prevalence rate and antibiotic susceptibility of oral viridans group streptococci (VGS) in healthy children population. Adv Med Sci. 2006; 51 Suppl 1: 191-5.
Nielsen MJ, Claxton S, Pizer B, Lane S, Cooke RP, Paulus S, Carrol ED. Viridans Group Streptococcal Infections in Children After Chemotherapy or Stem Cell Transplantation: A 10-year Review From a Tertiary Pediatric Hospital. Medicine (Baltimore). 2016; 95(9): e2952. doi: 10.1097/MD.0000000000002952.
Süzük S, Kaşkatepe B, Çetin M. Antimicrobial susceptibility against penicillin, ampicillin and vancomycin of viridans group Streptococcus in oral microbiota of patients at risk of infective endocarditis. Infez Med. 2016; 24(3): 190-3.
Hakenbeck R, Brückner R, Denapaite D, Maurer P. Molecular mechanisms of β-lactam resistance in Streptococcus pneumoniae. Future Microbiol. 2012; 7: 395-410.
Chi F, Nolte O, Bergmann C, Ip M, Hakenbeck R.
Crossing the barrier: evolution and spread of a major class of mosaic pbp2x in S. pneumoniae, S. mitis and S oralis. Int J Med Microbiol. 2007; 297: 503-12. https://doi.org/10.1016/j.ijmm.
Jensen A, Valdorsson O, Frimodt-Moller N, Hollingshead S, Kilian M. Commensal streptococci serve as a reservoir for beta-lactam resistance genes in Streptococcus pneumoniae. Antimicrob Agents Chemother.2015; 59: 3529 -40. https://doi.org/10.1128/AAC.00429-15.
Leclercq R. Mechanisms of resistance to macrolides and lincosamides: nature of the resistance elements and their clinical implications. Clin Infect Dis. 2002; 34: 482-92.
Schroeder MR, Stephens DS. Macrolide Resistance in Streptococcus pneumoniae. Front Cell Infect Microbiol. 2016; 6: 98.
van der Linden M, Otten J, Bergmann C, Latorre C, Liñares J, Hakenbeck R. Insight into the Diversity of Penicillin-Binding Protein 2x Alleles and Mutations in Viridans Streptococci.
Antimicrob Agents Chemother. 2017; 61(5). pii: e02646-16. doi: 10.1128/AAC.02646-16.
Катосова Л.К., Лазарева А.В., Хохлова Т.А., Пономаренко О.А., Алябьева Н.М. Распространение и механизмы устойчивости к макролидам Streptococcus pyogenes, выделенных у детей. Антибиотики и химиотерапия. 2016; 61(3-4): 23-9.
Shaikh N, Leonard E, Martin JM. Prevalence of streptococcal pharyngitis and streptococcal carriage in children: a meta-analysis. Pediatrics. 2010; 126(3): e557-64. doi: 10.1542/peds.2009-2648.
Streptococcus mitis qroup s s 10*6 — Вопрос лору
Если вы не нашли нужной информации среди ответов на этот вопрос, или же ваша проблема немного отличается от представленной, попробуйте задать дополнительный вопрос врачу на этой же странице, если он будет по теме основного вопроса. Вы также можете задать новый вопрос, и через некоторое время наши врачи на него ответят. Это бесплатно. Также можете поискать нужную информацию в похожих вопросах на этой странице или через страницу поиска по сайту.
Мы будем очень благодарны, если Вы порекомендуете нас своим друзьям в социальных сетях.Медпортал 03online.com осуществляет медконсультации в режиме переписки с врачами на сайте. Здесь вы получаете ответы от реальных практикующих специалистов в своей области. В настоящий момент на сайте можно получить консультацию по 71 направлению: специалиста COVID-19, аллерголога, анестезиолога-реаниматолога, венеролога, гастроэнтеролога, гематолога, генетика, гепатолога, гериатра, гинеколога, гинеколога-эндокринолога, гомеопата, дерматолога, детского гастроэнтеролога, детского гинеколога, детского дерматолога, детского инфекциониста, детского кардиолога, детского лора, детского невролога, детского нефролога, детского офтальмолога, детского психолога, детского пульмонолога, детского ревматолога, детского уролога, детского хирурга, детского эндокринолога, дефектолога, диетолога, иммунолога, инфекциониста, кардиолога, клинического психолога, косметолога, логопеда, лора, маммолога, медицинского юриста, нарколога, невропатолога, нейрохирурга, неонатолога, нефролога, нутрициолога, онколога, онкоуролога, ортопеда-травматолога, офтальмолога, паразитолога, педиатра, пластического хирурга, проктолога, психиатра, психолога, пульмонолога, ревматолога, рентгенолога, репродуктолога, сексолога-андролога, стоматолога, трихолога, уролога, фармацевта, физиотерапевта, фитотерапевта, флеболога, фтизиатра, хирурга, эндокринолога.
Мы отвечаем на 97.47% вопросов.
Оставайтесь с нами и будьте здоровы!
Посев на бета-гемолитический стрептококк группы В (Streptococcus group В, S. agalactiae)
Метод определения Исследование проводят методом посева на плотные питательные среды. Идентификацию микроорганизмов проводят методом масс-спектрометрии с помощью прибора Microflex Brucker Daltonik MALDI Biotyper, BRUKER, Германия.
Исследуемый материал Мазок из входа во влагалище или аноректальной области
Доступен выезд на дом
Синонимы: Streptococcus group В (S. agalactiae) Culture.
Краткое описание исследования «Посев на бета-гемолитический стрептококк группы В (Streptococcus group В, S.
agalactiae)»Стрептококк группы В (СГВ, GBS, Streptococcus agalactiae) вызывает тяжело протекающие заболевания у новорожденных детей и представляет опасность для определенных пациентов других возрастных групп.
В подавляющем большинстве случаев новорожденные инфицируются СГВ во время родов от матери, причем чаще это происходит при вагинальном родоразрешении. СГВ вызывает ранние неонатальные инфекции, такие как сепсис, менингит, пневмония, остеомиелит, артрит и пиелонефрит, частота которых в разных странах колеблется от 0,2 до 5 и более на 1000 живорожденных детей. В акушерской практике со стрептококком группы В связывают бактериемию, инфекции мочевых путей, хориоамнионит, преждевременное излитие околоплодных вод, преждевременные роды, послеродовой эндометрит и др.
СГВ в организме человека могут колонизировать ротоглотку, анальную область прямой кишки, влагалище (чаще преддверие), урогенитальный тракт, кожу.
Установлено, что СГВ у 5-35% женщин можно обнаружить во влагалище и часто в уретре их половых партнеров Показана достоверная связь носительства СГВ во влагалище не только с ранними септицемиями новорожденных, но и с самопроизвольными выкидышами, преждевременными родами, преждевременным излитием околоплодных вод, мочевой инфекцией у беременных, рождением детей с низкой массой тела, развитием хориоамнионита в родах, эндометритом и сепсисом у родильниц.
Наиболее высок уровень колонизации у женщин репродуктивного возраста и беременных женщин. У беременных СГВ выделяют из перечисленных областей в 7-30% случаев (чаще у молодых, имеющих высокую половую активность или пользующихся внутриматочными средствами контрацепции). Из них 60-75% остаются СГВ-носителями до конца беременности.
Для выявления колонизации влагалища беременных женщин стрептококком группы В проводится сбор вагинально-ректальных мазков. Во всех остальных случаях биоматериал берется только при наличии клинических признаков инфекции.
СГВ обладает природной чувствительностью к бета-лактамным антибиотикам, включая препараты пенициллинового ряда. Определение чувствительности необходимо в тех случаях, когда у пациентки имеет место индивидуальная непереносимость препаратов данной группы.
Выделяемые микроорганизмы и возбудители:
- Streptococcus agalactiae.
С какой целью проводят посев на бета-гемолитический стрептококк группы В (Streptococcus group В, S.
agalactiae) Посев на бета-гемолитический стрептококк группы В (S. agalactiae) предназначен для обследования беременных на 35-37-й неделе беременности с целью выявления бактерионосительства и определения необходимости проведения антибиотикопрофилактики в родах, для предупреждения неонатальных осложнений (септицемии, пневмонии и менингита новорожденных).
Что может повлиять на результат теста «Посев на бета-гемолитический стрептококк группы В (Streptococcus group В, S. agalactiae)»
Несоблюдение правил подготовки к исследованию может повлиять на результат теста.
%PDF-1.6 % 1 0 obj > endobj 4 0 obj /ModDate (D:20160711093426+03’00’) /Subject >> endobj 2 0 obj > stream application/pdf
[b/UZZeJR+ђαǃ;2+R$IӔO’ϥn`pvf’HZF/_w8;|sߺG?ON~w»?9;?w4 .oN/L{!~r:(ڽU;
qT
M0’&A:;poNw?_ȃSzR{n0 ߎ P:i:_RݔA9A[|ہ4SP»2VaH]CSj@ӕs%P/b:(o`hJ2ݽ{Y~+eПлатформа геномных ресурсов и анализа группы устных Streptococcus mitis
Функции базы данных и встроенные инструменты биоинформатики
The S . mitis Виды группы являются важными колонизаторами ротовой полости и иногда связаны с серьезными инфекциями [15]. Кроме того, недавно было высказано предположение, что эти организмы играют важную роль в патогенезе гриппа [8]. Таким образом, геномное исследование разнообразных S . mitis Бактерии группы необходимы для понимания того, как эти микроорганизмы переходят от комменсального образа жизни во рту к последующему патогенезу.Однако для широкого спектра S не существует специализированной базы данных генома. mitis групповых геномов для сравнительной геномики. Хотя большинство баз данных по биологическим геномам сосредоточены только на содержании генома и генетической изменчивости, мы определили необходимость создания функциональных биоинформатических инструментов для исследования детерминант вирулентности в геномах посредством сравнительной патогеномики, а также для сравнения содержания генома и генетической изменчивости в пределах S .
mitis группа бактерий.
Инструмент парного сравнения генома (PGC)
Мы разработали и настроили веб-инструмент PGC для S . mitis группирует бактерии, что позволяет пользователям выбирать и проводить попарные сравнения между двумя выбранными пользователем геномами Streptococcus . Список геномов Streptococcus доступен в инструменте PGC StreptoBase, что позволяет пользователям выбрать два генома Streptococcus для сравнения штаммов или видов.Кроме того, пользователи могут загрузить свои собственные последовательности генома, нуклеотидов или белков, и сравнить их с геномами Streptococcus в StreptoBase.
Вкратце, конвейер PGC поддерживается NUCmer, который разработан для выравнивания полногеномных последовательностей, и Circos, который является хорошо зарекомендовавшим себя инструментом для визуализации генома. После того, как пользователи отправят свои задания на наш сервер, PGC вызовет программу NUCmer для согласования выбранных пользователем геномов, а внутренние сценарии будут использоваться для обработки выходных данных выравнивания генома и создания входных файлов, анализируемых в Circos, чтобы сгенерировать макет круговой идеограммы выравнивания.
В отличие от обычного линейного отображения выравниваний, круговая компоновка показывает взаимосвязь между парами позиций с кариотипами и связями, кодирующими положение, размер и ориентацию связанных геномных элементов.
В веб-интерфейсе PGC предусмотрены три определяемых пользователем параметра, включая минимальный процент идентичности (%), порог слияния (bp) и порог связи (bp). Граница минимального процента идентичности определяет гомологичную область (представленную связями / лентами на графике Circos) между двумя сравниваемыми геномами.Порог слияния позволяет объединить две ссылки / ленты, расстояние между которыми находится в пределах определенного пользователем порога, а порог связи позволяет пользователям исключать любые сопоставленные / гомологичные области, размер генома которых меньше заданного пользователем порогового значения. Дорожка гистограммы добавляется во внешнем кольце кругового графика, чтобы указать процент картированных областей, что позволяет пользователям быстро идентифицировать потенциальные отступы (обозначенные белыми промежутками) и области картирования (обозначенные зелеными диаграммами) между двумя выровненными геномами.
Реализация конвейера PGC управляется с помощью сценариев Perl. Этот конвейер производит два типа выходных данных: результаты выравнивания NUCmer и высококачественный график Circos (формат SVG). Пользователи могут бесплатно загрузить эти результаты для публикации или дальнейшего анализа на странице результатов PGC.
Существующий инструмент сравнения генома микробов (MGC) использует метод вычитания генома in silico для идентификации генетических элементов, специфичных для группы штаммов [16]. В то время как инструмент PGC использует файлы генома и NUCmer для выполнения попарного выравнивания генома, инструмент MGC использует in silico фрагментированные последовательности генома и выполняет BLASTN по группам запросов.Напротив, браузер VISTA, хорошо известный своим биологическим применением, может выполнять предварительно вычисленное попарное и множественное выравнивание генома с использованием как глобального, так и локального выравнивания [17]. В отличие от круговых графиков и гистограмм, которые генерируются инструментом PGC, результаты выравнивания, сгенерированные VISTA Browser, отображаются с использованием трека VISTA в формате графика, чтобы показать сохраненные области.
Кроме того, основанный на Java инструмент сравнения Artemis (ACT) с открытым исходным кодом требует, чтобы пользователи сгенерировали файл сравнения, который идентифицирует области гомологии между сборочным и эталонным геномом с помощью таких программ, как BLASTN, TBLASTX или Mummer, которые должны быть загружены в ACT [18].Сравнительная визуализация ACT выполняется с использованием компонентов Artemis. Напротив, наш инструмент PGC обеспечивает однопоточный процесс попарного выравнивания генома и мгновенное отображение графика Circos сравнительного выравнивания.
Чтобы продемонстрировать полезность PGC, мы сравнили S . mitis B6 (полный геном) и 17/34 (черновой вариант генома) в качестве примера в.
Парное сравнение генома между S . mitis B6 и S . mitis 17/34 с использованием инструмента PGC, встроенного в StreptoBase. 50% идентичности последовательностей и 50% покрытия последовательностей использовали для сравнения штаммов с использованием инструмента PGC.
A и B выделяют отступы парного сравнения генома между S . mitis B6 и S . mitis 17/34.
Параметры были установлены как 80% от минимального процента, значение по умолчанию — порог связи 1000 бит и порог слияния 2000 бит. S . mitis B6 был выделен в Германии, а S . mitis 17/34 был выделен из уретры российского пациента с уретритом.На основе сгенерированного графика PGC оба значения S . mitis геномов обычно имели высокое сходство, так как большинство их геномных областей могли быть выровнены (). Одной из особенностей графика PGC является его способность быстро определять предполагаемые отступы посредством визуализации пробелов в графике, что подтверждается информацией, отображаемой на дорожке гистограммы. Например, два разрыва () указывают на отсутствие геномных областей в S . mitis 17/34 геном.Внешняя круглая полоса графика показывает измерения размера генома, которые составляют примерно 2 МБ для обоих S .
mitis геномов. Исходя из разрыва, наблюдаемого в (indel «A»), потеря гена произошла около позиции 400 000 п.н.
Затем мы исследовали гены, расположенные в индексе «A» в S . mitis B6 () путем визуализации этой области с помощью SGB. Мы идентифицировали множество генов, связанных с фагами, связанных с этой областью. Для дальнейшего изучения этой области мы использовали PHAST (инструмент поиска PHAge) для аннотирования и идентификации последовательностей профагов, обнаруженных в пределах S . mitis B6 геном (You Zhou et al., 2011). Интактный профаг размером 56 КБ с 82 CDS и содержанием GC 39,9% был обнаружен с 390 924 до 446 969 пар оснований. Начиная с S . mitis B6 — это полный геном, поэтому мы можем указать положение пары оснований непосредственно в нашем файле аннотации B6. Согласно результатам PHAST, это интактный профаг S . mitis B6 содержал фаг-ассоциированные гены, включая белок фаговой интегразы, фаговый CI-подобный репрессор, фаг-связывающий белок, портальный белок фага, белок морфогенеза головки фага семейства SPP1 и белки фагового капсида.
Поэтому мы предлагаем S . mitis B6, возможно, недавно приобрел этот интактный профаг. Графическое изображение интактного профага с различными типами фаг-связанных генов показано на.
В S обнаружен интактный профаг. митис B6. Этот профаг имеет 85 предсказанных генов.
На основании инделя «B», обнаруженного на графике PGC, мы выявили неполный профаг размером 24 Кбайт с содержанием GC 39,17%, расположенный в положениях от 1356040 пар оснований до 1380128 пар оснований. Интересно, что эта область содержит полный оперон атр , регулируемый Белок CcpA в этом неполном профаге S . mitis геном B6. Гены оперона atp показаны в. Эти гены, кодирующие АТФ-синтазы, обычно используются оральными стрептококками для адаптации к кислой среде хозяина за счет создания более щелочной внутренней системы.
Таблица 5
Синтазы АТФ в опероне atp из S .
митис B6.
| Имя Локус Метка | Джина Функциональных аннотации | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| smi_1315 | atpE | АТФ-синтазы С-цепью (ЕС 3.6.3.14) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| smi_1314 | atpB | Цепь АТФ-синтазы А (EC 3.6.3.14) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| smi_1313 | atpF-синтаза Цепь B 901 3.14) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| smi_1312 | atpH | Дельта-цепь АТФ-синтазы (EC 3. 6.3.14) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| smi_1311 | в цепи синтаза альфа-6.3.14) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| smi_1310 | atpG | Гамма-цепь АТФ-синтазы (EC 3.6.3.14) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| smi_1309 | beta. 3.14.Следовательно, возможно, что приобретение этого оперона atp осуществляется неполным профагом S . mitis B6 посредством горизонтального переноса генов помог его комменсальному статусу поддерживать оптимальный уровень pH для биоэнергетических процессов S . mitis клеток B6.Инструмент патогеномического профилирования (PathoProT) PathoProT был разработан для прогнозирования генов вирулентности путем сравнения аминокислотных последовательностей Streptococcus с базой данных факторов вирулентности (VFDB) [20]. Вкратце, конвейер PathoProT в основном реализован с использованием Perl. PathoProT в основном реализован с использованием сценариев Perl и R. Входными данными PathoProT будут списки генов для выбранных штаммов / геномов, и конвейер будет генерировать тепловую карту в конце процесса. Чтобы продемонстрировать особенности или функциональные возможности PathoProT, мы представляем сравнительное исследование патогеномики среди S . mitis группируют бактерии, используя порог в 50% как для идентичности последовательностей, так и для покрытия, чтобы получить представление об их профилях генов вирулентности.На основании созданной тепловой карты PathoProT ряд предполагаемых генов вирулентности, по-видимому, сохраняется среди всех видов группы мититов (). (A) Список консервативных генов вирулентности, переносимых всеми видами группы mitis, и (B) гены, связанные с синтезом RGP, которые могут дифференцировать M Clade и S Clade. Наличие гена вирулентности было отмечено красным цветом, а отсутствие генов вирулентности было отмечено черным. Другой консервативный ген вирулентности, slrA , кодирует стрептококковую липопротеин ротамазу А, которая является одним из основных поверхностных белков, экспрессируемых S . pneumoniae . Этот ген является важным циклофилином, который модулирует биологическую функцию белков вирулентности на первой стадии пневмококковой инфекции [29]. Вероятно, что ген slrA способствует инвазии клеток-хозяев и облегчает колонизацию пневмококков и присоединение к ним в S . бактерий группы mitis [30,31]. Кроме того, сообщалось, что дефицит slrA снижает вирулентность бактерий из-за его влияния на адгезию и интернализацию эпителиальными и эндотелиальными клетками [29]. Согласно филогенетическому дереву, сгенерированному в левой части тепловой карты PathoProT (), группу мититов можно четко разделить на две категории: S Clade ( S . sanguinis , S . гордонии , S . parasanguinis , S . Австралийский , S . cristatus и S . oligofermentans ) и M Clade ( S . Кластер генов rgp (B, C, D, F и G) отвечает за синтез полисахарида рамнозы-глюкозы (RGP) в Streptococcus mutans .Примечательно, что подобные гены участвуют в синтезе рамнана у Escherichia coli [37]. Фактически, было предложено, чтобы E . coli и S . mutans имеют общий путь синтеза рамнана, основанный на их сходстве в синтезе RGP [37]. Функция rgpB заключается в переносе второго остатка рамнозы на остаток рамнозы на N -ацетилглюкозамине, связанном с липидным носителем, за которым следует rgpF , который позже катализирует перенос третьего остатка рамнозы на вторую рамнозу. Гены rgp также вовлечены в патогенез нескольких видов Streptococcus . Например, rgp играет важную роль в бактериальной вирулентности, а также вызывает воспалительную реакцию в S . Инструменты поиска последовательности Мы включили в StreptoBase два типа механизмов BLAST, стандартный BLAST и VFDB BLAST, для поиска штаммов Streptococcus , ближайших к штамму запроса. Дальнейшая работа и заключение С развитием технологии NGS будет секвенировано еще видов или штаммов Streptococcus , что создает острую потребность в хранении, просмотре, извлечении и анализе огромных объемов данных генома и разработке специализированных инструментов для сравнительный анализ этих геномов. Здесь мы успешно описали и продемонстрировали функциональные возможности StreptoBase, в частности разработанные нами биоинформатические конвейеры для анализа геномных данных Streptococcus . Эта специализированная биологическая база данных будет постоянно обновляться, чтобы предоставлять последние обновления генома и исследования, связанные с родом Streptococcus , а также обеспечивать точность и полезность S . mitis данные генома вида группы и аннотация. Мы ожидаем, что StreptoBase будет служить полезным ресурсом и платформой для анализа, особенно для сравнительного анализа S . mitis групповых геномов для исследовательских сообществ.Мы призываем других исследователей или исследовательские группы вносить предложения и делиться с нами своими аннотациями, мнениями и собранными данными по адресу ym.ude.mu@grig. Группа геномных ресурсов и анализа Oral Streptococcus mitisФункции базы данных и встроенные инструменты биоинформатики S . Инструмент парного сравнения генома (PGC)Мы разработали и настроили веб-инструмент PGC для S . mitis группирует бактерии, что позволяет пользователям выбирать и проводить попарные сравнения между двумя выбранными пользователем геномами Streptococcus . Список геномов Streptococcus доступен в инструменте PGC StreptoBase, что позволяет пользователям выбрать два генома Streptococcus для сравнения штаммов или видов.Кроме того, пользователи могут загрузить свои собственные последовательности генома, нуклеотидов или белков, и сравнить их с геномами Streptococcus в StreptoBase. Вкратце, конвейер PGC поддерживается NUCmer, который разработан для выравнивания полногеномных последовательностей, и Circos, который является хорошо зарекомендовавшим себя инструментом для визуализации генома. После того, как пользователи отправят свои задания на наш сервер, PGC вызовет программу NUCmer для согласования выбранных пользователем геномов, а внутренние сценарии будут использоваться для обработки выходных данных выравнивания генома и создания входных файлов, анализируемых в Circos, чтобы сгенерировать макет круговой идеограммы выравнивания. В веб-интерфейсе PGC предусмотрены три определяемых пользователем параметра, включая минимальный процент идентичности (%), порог слияния (bp) и порог связи (bp). Граница минимального процента идентичности определяет гомологичную область (представленную связями / лентами на графике Circos) между двумя сравниваемыми геномами.Порог слияния позволяет объединить две ссылки / ленты, расстояние между которыми находится в пределах определенного пользователем порога, а порог связи позволяет пользователям исключать любые сопоставленные / гомологичные области, размер генома которых меньше заданного пользователем порогового значения. Дорожка гистограммы добавляется во внешнем кольце кругового графика, чтобы указать процент картированных областей, что позволяет пользователям быстро идентифицировать потенциальные отступы (обозначенные белыми промежутками) и области картирования (обозначенные зелеными диаграммами) между двумя выровненными геномами. Существующий инструмент сравнения генома микробов (MGC) использует метод вычитания генома in silico для идентификации генетических элементов, специфичных для группы штаммов [16]. В то время как инструмент PGC использует файлы генома и NUCmer для выполнения попарного выравнивания генома, инструмент MGC использует in silico фрагментированные последовательности генома и выполняет BLASTN по группам запросов.Напротив, браузер VISTA, хорошо известный своим биологическим применением, может выполнять предварительно вычисленное попарное и множественное выравнивание генома с использованием как глобального, так и локального выравнивания [17]. В отличие от круговых графиков и гистограмм, которые генерируются инструментом PGC, результаты выравнивания, сгенерированные VISTA Browser, отображаются с использованием трека VISTA в формате графика, чтобы показать сохраненные области. Чтобы продемонстрировать полезность PGC, мы сравнили S . mitis B6 (полный геном) и 17/34 (черновой вариант генома) в качестве примера в. Парное сравнение генома между S . mitis B6 и S . mitis 17/34 с использованием инструмента PGC, встроенного в StreptoBase. 50% идентичности последовательностей и 50% покрытия последовательностей использовали для сравнения штаммов с использованием инструмента PGC. Параметры были установлены как 80% от минимального процента, значение по умолчанию — порог связи 1000 бит и порог слияния 2000 бит. S . mitis B6 был выделен в Германии, а S . mitis 17/34 был выделен из уретры российского пациента с уретритом.На основе сгенерированного графика PGC оба значения S . mitis геномов обычно имели высокое сходство, так как большинство их геномных областей могли быть выровнены (). Одной из особенностей графика PGC является его способность быстро определять предполагаемые отступы посредством визуализации пробелов в графике, что подтверждается информацией, отображаемой на дорожке гистограммы. Например, два разрыва () указывают на отсутствие геномных областей в S . mitis 17/34 геном.Внешняя круглая полоса графика показывает измерения размера генома, которые составляют примерно 2 МБ для обоих S . Затем мы исследовали гены, расположенные в индексе «A» в S . mitis B6 () путем визуализации этой области с помощью SGB. Мы идентифицировали множество генов, связанных с фагами, связанных с этой областью. Для дальнейшего изучения этой области мы использовали PHAST (инструмент поиска PHAge) для аннотирования и идентификации последовательностей профагов, обнаруженных в пределах S . mitis B6 геном (You Zhou et al., 2011). Интактный профаг размером 56 КБ с 82 CDS и содержанием GC 39,9% был обнаружен с 390 924 до 446 969 пар оснований. Начиная с S . mitis B6 — это полный геном, поэтому мы можем указать положение пары оснований непосредственно в нашем файле аннотации B6. Согласно результатам PHAST, это интактный профаг S . mitis B6 содержал фаг-ассоциированные гены, включая белок фаговой интегразы, фаговый CI-подобный репрессор, фаг-связывающий белок, портальный белок фага, белок морфогенеза головки фага семейства SPP1 и белки фагового капсида. В S обнаружен интактный профаг. митис B6. Этот профаг имеет 85 предсказанных генов. На основании инделя «B», обнаруженного на графике PGC, мы выявили неполный профаг размером 24 Кбайт с содержанием GC 39,17%, расположенный в положениях от 1356040 пар оснований до 1380128 пар оснований. Интересно, что эта область содержит полный оперон атр , регулируемый Белок CcpA в этом неполном профаге S . mitis геном B6. Гены оперона atp показаны в. Эти гены, кодирующие АТФ-синтазы, обычно используются оральными стрептококками для адаптации к кислой среде хозяина за счет создания более щелочной внутренней системы. Таблица 5 Синтазы АТФ в опероне atp из S .
|
PathoProT использует автономные инструменты BLAST, загруженные с веб-сайта NCBI. VFDB (версия 2012) в настоящее время содержит набор из 19775 экспериментально подтвержденных генов вирулентности, происходящих от широкого круга различных видов бактерий, что обеспечивает полезный ресурс для поиска гомологии последовательностей. Пользователи могут выбрать список из штаммов Streptococcus для сравнительного анализа и установить пороговое значение, например, идентичность генома и полноту для поиска BLAST через нашу предоставленную онлайн-форму.Параметры по умолчанию для конвейера PathoProT установлены на 50% идентичности последовательностей и 50% полноты последовательности для поиска и идентификации генов ортологичной вирулентности в выбранных геномах Streptococcus . Однако пользователи могут применять желаемые отсечки для поиска гомологии, чтобы достичь оптимальных уровней строгости в своих анализах.
Собственные сценарии Perl будут обрабатывать выходные данные BLAST (сгенерированные путем поиска этих последовательностей запросов в VFDB) для каждого предсказанного RAST белка (последовательности запроса) в выбранных пользователем геномах и определять предполагаемую вирулентность на основе заданных пользователем параметров.Отфильтрованные результаты BLAST объединяются и организуются в матричную таблицу, содержащую информацию о наличии или отсутствии генов вирулентности (строки) и названия штаммов Streptococcus (столбцы). Наконец, PathoProT передаст и обработает этот вывод с помощью наших собственных сценариев R для иерархической кластеризации (алгоритм полной связи) и создания тепловой карты для визуализации. Штаммы Streptococcus будут отсортированы на основе их профилей генов вирулентности (), и будет построено филогенетическое дерево, пользователи смогут оценить взаимосвязи между близкородственными S . mitis групповых видов / штаммов, а также соответствующие им гены вирулентности образуют заметные кластеры на дендрограммах.:max_bytes(150000):strip_icc()/s.pyogenes-5bcb8e9546e0fb0051aacbb8.jpg)
Таким образом, этот сравнительный анализ патогеномики может дать отличное представление о профилях генов вирулентности у разных видов Streptococcus . Например, не существует инструмента биоинформатики, который выполняет те же функции, что и PathoProT, а именно прогнозирует и позволяет сравнивать гены вирулентности в геномах разных видов бактерий.
Консервативные гены hasC (hasC1 или SMU . 322c) , которые кодируют UTP-глюкозо-1-фосфат уридилилтрансферазу (или UDP-пирофосфорилазу глюкозы) (M6Spy1871), участвуют в синтезе гиалуроновой кислоты вдоль (HA) капсулы. с двумя соседними генами: hasA и hasB в пределах имеет оперон.[21]. Фактически, это Streptococcus pneumoniae , наиболее патогенный вид S . Группа mitis обладает полисахаридной капсулой, которая способствует бактериальному патогенезу [22]. В Streptococcus HA обнаружен, поскольку материал капсулы стрептококка у некоторых видов является важным фактором вирулентности, эффективно маскируя бактерии от распознавания иммунной системой хозяина [23,24], а также защищая их от реактивных оксидов, выделяемых лейкоцитами [25] ].Кроме того, возможно, что ГК играет важную роль в прикреплении стрептококков группы мититов и колонизации эпителиальных клеток, что приводит к устойчивости бактерий к фагоцитозу макрофагами [26–28].
Аналогичным образом, консервативный ген lmb кодирует ламинин-связывающий белок, который впервые был идентифицирован в Streptococcus agalactiae [32]. Практически идентичные адгезины позже были обнаружены как у Streptococcus suis [33], так и у Streptococcus pyogenes [34,35].Было предложено, что адгезины lmb помогают в бактериальном патогенезе посредством инвазии поврежденного эпителия [36]. В целом, многие поверхностные липопротеины и адгезины, которые важны для вирулентности и патогенных инфекций, в S очень консервативны. mitis группа бактерий.
mitis , S . infantis , S . tigurinus , S . oralis и S ). Это филогенетическое родство S . mitis групповых видов указывает на близкое родство между видами в M Clade и между видами в S Clade. Интересно, что мы обнаружили, что гены rgp могут использоваться для дифференциации двух разных кладов на тепловой карте. Например, эти маркерные гены присутствуют у всех видов S Clade, но отсутствуют у всех видов M Clade.
остаток полученного гликолипидного носителя.И rgpB , и rgpF предположительно должны работать поочередно при удлинении цепи рамнана. Гомологичные рамнозилтрансферазы rgpB и rgpF были обнаружены у Streptococcus thermophilus (STER1436) и Streptococcus gordonii (SGO1022). С другой стороны, гены rgpC и rgpD кодируют предполагаемые переносчики ABC, специфичные для RGP (гомологичный STER1434 в S . thermophilus и гомологичный SGO1024 в S . gordonii ), которые играют роль в экспорте полисахаридов [37]. Ген rgpG (гомолог S . gordonii SGO1723) инициирует синтез RGP путем переноса N -ацетилглюкозамин-1-фосфата на липидный носитель [38].
suis [39]. Индукция инфекционного эндокардита по S . Сообщалось, что mutans запускается генами rgp посредством высвобождения оксида азота [40], агрегации тромбоцитов [41] и придания устойчивости к фагоцитозу полиморфно-ядерными лейкоцитами человека [42]. Следовательно, S Clade S . Виды группы mitis , которые продуцируют эти богатые рамнозой полимеры, могут демонстрировать патогенез, отличный от видов M Clade Streptococcus , с целью установления большей вирулентности и увеличения выживаемости в клетках-хозяевах.Недавнее исследование выявило группу стрептококков Sanguinis в качестве распространенного возбудителя транзиторной бактериемии, которая потенциально может привести к инфекционному эндокардиту. Сообщалось также, что эта группа присутствовала в нескольких случаях вирулентной сепсисной инфекции у пациентов с нейтропенией [43].
Эти эксклюзивные поиски BLAST функционально основаны на автономном инструменте BLAST [44], загруженном из NCBI. Оба механизма BLAST поддерживают три типа функций BLAST, а именно BLASTN, BLASTP и BLASTX. Пользователи могут определять полноту генома (%) и идентичность генома (%) в формах отправки инструментов BLAST. Эти специализированные инструменты BLAST призваны облегчить пользователям поиск сходства их запрашиваемых последовательностей с последовательностями генома Streptococcus , последовательностями генов (стандартный BLAST), а также с генами вирулентности VFDB (VFDB BLAST), что позволяет пользователям проверить, действительно ли их представляющие интерес гены являются генами потенциальной вирулентности с использованием подхода гомологии последовательностей.
mitis Виды группы являются важными колонизаторами ротовой полости и иногда связаны с серьезными инфекциями [15]. Кроме того, недавно было высказано предположение, что эти организмы играют важную роль в патогенезе гриппа [8].Таким образом, геномное исследование разнообразных S . mitis Бактерии группы необходимы для понимания того, как эти микроорганизмы переходят от комменсального образа жизни во рту к последующему патогенезу. Однако для широкого спектра S не существует специализированной базы данных генома. mitis групповых геномов для сравнительной геномики. Хотя большинство баз данных по биологическим геномам сосредоточены только на содержании генома и генетической изменчивости, мы определили необходимость создания функциональных биоинформатических инструментов для исследования детерминант вирулентности в геномах посредством сравнительной патогеномики, а также для сравнения содержания генома и генетической изменчивости в пределах S .
mitis группа бактерий.
В отличие от обычного линейного отображения выравниваний, круговая компоновка показывает взаимосвязь между парами позиций с кариотипами и связями, кодирующими положение, размер и ориентацию связанных геномных элементов.
Реализация конвейера PGC управляется с помощью сценариев Perl. Этот конвейер производит два типа выходных данных: результаты выравнивания NUCmer и высококачественный график Circos (формат SVG). Пользователи могут бесплатно загрузить эти результаты для публикации или дальнейшего анализа на странице результатов PGC.
Кроме того, основанный на Java инструмент сравнения Artemis (ACT) с открытым исходным кодом требует, чтобы пользователи сгенерировали файл сравнения, который идентифицирует области гомологии между сборочным и эталонным геномом с помощью таких программ, как BLASTN, TBLASTX или Mummer, которые должны быть загружены в ACT [18].Сравнительная визуализация ACT выполняется с использованием компонентов Artemis. Напротив, наш инструмент PGC обеспечивает однопоточный процесс попарного выравнивания генома и мгновенное отображение графика Circos сравнительного выравнивания.
A и B выделяют отступы парного сравнения генома между S . mitis B6 и S . mitis 17/34.
mitis геномов. Исходя из разрыва, наблюдаемого в (indel «A»), потеря гена произошла около позиции 400 000 п.н.
Поэтому мы предлагаем S . mitis B6, возможно, недавно приобрел этот интактный профаг. Графическое изображение интактного профага с различными типами фаг-связанных генов показано на.
митис B6. 
6.3.14)
PathoProT использует автономные инструменты BLAST, загруженные с веб-сайта NCBI. VFDB (версия 2012) в настоящее время содержит набор из 19775 экспериментально подтвержденных генов вирулентности, происходящих от широкого круга различных видов бактерий, что обеспечивает полезный ресурс для поиска гомологии последовательностей. Пользователи могут выбрать список из штаммов Streptococcus для сравнительного анализа и установить пороговое значение, например, идентичность генома и полноту для поиска BLAST через нашу предоставленную онлайн-форму.Параметры по умолчанию для конвейера PathoProT установлены на 50% идентичности последовательностей и 50% полноты последовательности для поиска и идентификации генов ортологичной вирулентности в выбранных геномах Streptococcus . Однако пользователи могут применять желаемые отсечки для поиска гомологии, чтобы достичь оптимальных уровней строгости в своих анализах.
Собственные сценарии Perl будут обрабатывать выходные данные BLAST (сгенерированные путем поиска этих последовательностей запросов в VFDB) для каждого предсказанного RAST белка (последовательности запроса) в выбранных пользователем геномах и определять предполагаемую вирулентность на основе заданных пользователем параметров.Отфильтрованные результаты BLAST объединяются и организуются в матричную таблицу, содержащую информацию о наличии или отсутствии генов вирулентности (строки) и названия штаммов Streptococcus (столбцы). Наконец, PathoProT передаст и обработает этот вывод с помощью наших собственных сценариев R для иерархической кластеризации (алгоритм полной связи) и создания тепловой карты для визуализации. Штаммы Streptococcus будут отсортированы на основе их профилей генов вирулентности (), и будет построено филогенетическое дерево, пользователи смогут оценить взаимосвязи между близкородственными S . mitis групповых видов / штаммов, а также соответствующие им гены вирулентности образуют заметные кластеры на дендрограммах.
Таким образом, этот сравнительный анализ патогеномики может дать отличное представление о профилях генов вирулентности у разных видов Streptococcus . Например, не существует инструмента биоинформатики, который выполняет те же функции, что и PathoProT, а именно прогнозирует и позволяет сравнивать гены вирулентности в геномах разных видов бактерий.
Консервативные гены hasC (hasC1 или SMU . 322c) , которые кодируют UTP-глюкозо-1-фосфат уридилилтрансферазу (или UDP-пирофосфорилазу глюкозы) (M6Spy1871), участвуют в синтезе гиалуроновой кислоты вдоль (HA) капсулы. с двумя соседними генами: hasA и hasB в пределах имеет оперон.[21]. Фактически, это Streptococcus pneumoniae , наиболее патогенный вид S . Группа mitis обладает полисахаридной капсулой, которая способствует бактериальному патогенезу [22]. В Streptococcus HA обнаружен, поскольку материал капсулы стрептококка у некоторых видов является важным фактором вирулентности, эффективно маскируя бактерии от распознавания иммунной системой хозяина [23,24], а также защищая их от реактивных оксидов, выделяемых лейкоцитами [25] ].Кроме того, возможно, что ГК играет важную роль в прикреплении стрептококков группы мититов и колонизации эпителиальных клеток, что приводит к устойчивости бактерий к фагоцитозу макрофагами [26–28].
Аналогичным образом, консервативный ген lmb кодирует ламинин-связывающий белок, который впервые был идентифицирован в Streptococcus agalactiae [32]. Практически идентичные адгезины позже были обнаружены как у Streptococcus suis [33], так и у Streptococcus pyogenes [34,35].Было предложено, что адгезины lmb помогают в бактериальном патогенезе посредством инвазии поврежденного эпителия [36]. В целом, многие поверхностные липопротеины и адгезины, которые важны для вирулентности и патогенных инфекций, в S очень консервативны. mitis группа бактерий.
mitis , S . infantis , S . tigurinus , S . oralis и S ). Это филогенетическое родство S . mitis групповых видов указывает на близкое родство между видами в M Clade и между видами в S Clade. Интересно, что мы обнаружили, что гены rgp могут использоваться для дифференциации двух разных кладов на тепловой карте. Например, эти маркерные гены присутствуют у всех видов S Clade, но отсутствуют у всех видов M Clade.
остаток полученного гликолипидного носителя.И rgpB , и rgpF предположительно должны работать поочередно при удлинении цепи рамнана. Гомологичные рамнозилтрансферазы rgpB и rgpF были обнаружены у Streptococcus thermophilus (STER1436) и Streptococcus gordonii (SGO1022). С другой стороны, гены rgpC и rgpD кодируют предполагаемые переносчики ABC, специфичные для RGP (гомологичный STER1434 в S . thermophilus и гомологичный SGO1024 в S . gordonii ), которые играют роль в экспорте полисахаридов [37]. Ген rgpG (гомолог S . gordonii SGO1723) инициирует синтез RGP путем переноса N -ацетилглюкозамин-1-фосфата на липидный носитель [38].
suis [39]. Индукция инфекционного эндокардита по S . Сообщалось, что mutans запускается генами rgp посредством высвобождения оксида азота [40], агрегации тромбоцитов [41] и придания устойчивости к фагоцитозу полиморфно-ядерными лейкоцитами человека [42]. Следовательно, S Clade S . Виды группы mitis , которые продуцируют эти богатые рамнозой полимеры, могут демонстрировать патогенез, отличный от видов M Clade Streptococcus , с целью установления большей вирулентности и увеличения выживаемости в клетках-хозяевах.Недавнее исследование выявило группу стрептококков Sanguinis в качестве распространенного возбудителя транзиторной бактериемии, которая потенциально может привести к инфекционному эндокардиту. Сообщалось также, что эта группа присутствовала в нескольких случаях вирулентной сепсисной инфекции у пациентов с нейтропенией [43].
Эти эксклюзивные поиски BLAST функционально основаны на автономном инструменте BLAST [44], загруженном из NCBI. Оба механизма BLAST поддерживают три типа функций BLAST, а именно BLASTN, BLASTP и BLASTX. Пользователи могут определять полноту генома (%) и идентичность генома (%) в формах отправки инструментов BLAST. Эти специализированные инструменты BLAST призваны облегчить пользователям поиск сходства их запрашиваемых последовательностей с последовательностями генома Streptococcus , последовательностями генов (стандартный BLAST), а также с генами вирулентности VFDB (VFDB BLAST), что позволяет пользователям проверить, действительно ли их представляющие интерес гены являются генами потенциальной вирулентности с использованием подхода гомологии последовательностей.
mitis Виды группы являются важными колонизаторами ротовой полости и иногда связаны с серьезными инфекциями [15]. Кроме того, недавно было высказано предположение, что эти организмы играют важную роль в патогенезе гриппа [8].Таким образом, геномное исследование разнообразных S . mitis Бактерии группы необходимы для понимания того, как эти микроорганизмы переходят от комменсального образа жизни во рту к последующему патогенезу. Однако для широкого спектра S не существует специализированной базы данных генома. mitis групповых геномов для сравнительной геномики. Хотя большинство баз данных по биологическим геномам сосредоточены только на содержании генома и генетической изменчивости, мы определили необходимость создания функциональных биоинформатических инструментов для исследования детерминант вирулентности в геномах посредством сравнительной патогеномики, а также для сравнения содержания генома и генетической изменчивости в пределах S .
mitis группа бактерий.
В отличие от обычного линейного отображения выравниваний, круговая компоновка показывает взаимосвязь между парами позиций с кариотипами и связями, кодирующими положение, размер и ориентацию связанных геномных элементов.
Реализация конвейера PGC управляется с помощью сценариев Perl. Этот конвейер производит два типа выходных данных: результаты выравнивания NUCmer и высококачественный график Circos (формат SVG). Пользователи могут бесплатно загрузить эти результаты для публикации или дальнейшего анализа на странице результатов PGC.
Кроме того, основанный на Java инструмент сравнения Artemis (ACT) с открытым исходным кодом требует, чтобы пользователи сгенерировали файл сравнения, который идентифицирует области гомологии между сборочным и эталонным геномом с помощью таких программ, как BLASTN, TBLASTX или Mummer, которые должны быть загружены в ACT [18].Сравнительная визуализация ACT выполняется с использованием компонентов Artemis. Напротив, наш инструмент PGC обеспечивает однопоточный процесс попарного выравнивания генома и мгновенное отображение графика Circos сравнительного выравнивания.
A и B выделяют отступы парного сравнения генома между S . mitis B6 и S . mitis 17/34.
mitis геномов. Исходя из разрыва, наблюдаемого в (indel «A»), потеря гена произошла около позиции 400 000 п.н.
Поэтому мы предлагаем S . mitis B6, возможно, недавно приобрел этот интактный профаг. Графическое изображение интактного профага с различными типами фаг-связанных генов показано на.
митис B6. 
6.3.14)
PathoProT использует автономные инструменты BLAST, загруженные с веб-сайта NCBI. VFDB (версия 2012) в настоящее время содержит набор из 19775 экспериментально подтвержденных генов вирулентности, происходящих от широкого круга различных видов бактерий, что обеспечивает полезный ресурс для поиска гомологии последовательностей. Пользователи могут выбрать список из штаммов Streptococcus для сравнительного анализа и установить пороговое значение, например, идентичность генома и полноту для поиска BLAST через нашу предоставленную онлайн-форму.Параметры по умолчанию для конвейера PathoProT установлены на 50% идентичности последовательностей и 50% полноты последовательности для поиска и идентификации генов ортологичной вирулентности в выбранных геномах Streptococcus . Однако пользователи могут применять желаемые отсечки для поиска гомологии, чтобы достичь оптимальных уровней строгости в своих анализах.
Собственные сценарии Perl будут обрабатывать выходные данные BLAST (сгенерированные путем поиска этих последовательностей запросов в VFDB) для каждого предсказанного RAST белка (последовательности запроса) в выбранных пользователем геномах и определять предполагаемую вирулентность на основе заданных пользователем параметров.Отфильтрованные результаты BLAST объединяются и организуются в матричную таблицу, содержащую информацию о наличии или отсутствии генов вирулентности (строки) и названия штаммов Streptococcus (столбцы). Наконец, PathoProT передаст и обработает этот вывод с помощью наших собственных сценариев R для иерархической кластеризации (алгоритм полной связи) и создания тепловой карты для визуализации. Штаммы Streptococcus будут отсортированы на основе их профилей генов вирулентности (), и будет построено филогенетическое дерево, пользователи смогут оценить взаимосвязи между близкородственными S . mitis групповых видов / штаммов, а также соответствующие им гены вирулентности образуют заметные кластеры на дендрограммах.
Таким образом, этот сравнительный анализ патогеномики может дать отличное представление о профилях генов вирулентности у разных видов Streptococcus . Например, не существует инструмента биоинформатики, который выполняет те же функции, что и PathoProT, а именно прогнозирует и позволяет сравнивать гены вирулентности в геномах разных видов бактерий.
Консервативные гены hasC (hasC1 или SMU . 322c) , которые кодируют UTP-глюкозо-1-фосфат уридилилтрансферазу (или UDP-пирофосфорилазу глюкозы) (M6Spy1871), участвуют в синтезе гиалуроновой кислоты вдоль (HA) капсулы. с двумя соседними генами: hasA и hasB в пределах имеет оперон.[21]. Фактически, это Streptococcus pneumoniae , наиболее патогенный вид S . Группа mitis обладает полисахаридной капсулой, которая способствует бактериальному патогенезу [22]. В Streptococcus HA обнаружен, поскольку материал капсулы стрептококка у некоторых видов является важным фактором вирулентности, эффективно маскируя бактерии от распознавания иммунной системой хозяина [23,24], а также защищая их от реактивных оксидов, выделяемых лейкоцитами [25] ].Кроме того, возможно, что ГК играет важную роль в прикреплении стрептококков группы мититов и колонизации эпителиальных клеток, что приводит к устойчивости бактерий к фагоцитозу макрофагами [26–28].
Аналогичным образом, консервативный ген lmb кодирует ламинин-связывающий белок, который впервые был идентифицирован в Streptococcus agalactiae [32]. Практически идентичные адгезины позже были обнаружены как у Streptococcus suis [33], так и у Streptococcus pyogenes [34,35].Было предложено, что адгезины lmb помогают в бактериальном патогенезе посредством инвазии поврежденного эпителия [36]. В целом, многие поверхностные липопротеины и адгезины, которые важны для вирулентности и патогенных инфекций, в S очень консервативны. mitis группа бактерий.
mitis , S . infantis , S . tigurinus , S . oralis и S ). Это филогенетическое родство S . mitis групповых видов указывает на близкое родство между видами в M Clade и между видами в S Clade. Интересно, что мы обнаружили, что гены rgp могут использоваться для дифференциации двух разных кладов на тепловой карте. Например, эти маркерные гены присутствуют у всех видов S Clade, но отсутствуют у всех видов M Clade.
остаток полученного гликолипидного носителя.И rgpB , и rgpF предположительно должны работать поочередно при удлинении цепи рамнана. Гомологичные рамнозилтрансферазы rgpB и rgpF были обнаружены у Streptococcus thermophilus (STER1436) и Streptococcus gordonii (SGO1022). С другой стороны, гены rgpC и rgpD кодируют предполагаемые переносчики ABC, специфичные для RGP (гомологичный STER1434 в S . thermophilus и гомологичный SGO1024 в S . gordonii ), которые играют роль в экспорте полисахаридов [37]. Ген rgpG (гомолог S . gordonii SGO1723) инициирует синтез RGP путем переноса N -ацетилглюкозамин-1-фосфата на липидный носитель [38].
suis [39]. Индукция инфекционного эндокардита по S . Сообщалось, что mutans запускается генами rgp посредством высвобождения оксида азота [40], агрегации тромбоцитов [41] и придания устойчивости к фагоцитозу полиморфно-ядерными лейкоцитами человека [42]. Следовательно, S Clade S . Виды группы mitis , которые продуцируют эти богатые рамнозой полимеры, могут демонстрировать патогенез, отличный от видов M Clade Streptococcus , с целью установления большей вирулентности и увеличения выживаемости в клетках-хозяевах.Недавнее исследование выявило группу стрептококков Sanguinis в качестве распространенного возбудителя транзиторной бактериемии, которая потенциально может привести к инфекционному эндокардиту. Сообщалось также, что эта группа присутствовала в нескольких случаях вирулентной сепсисной инфекции у пациентов с нейтропенией [43].
Эти эксклюзивные поиски BLAST функционально основаны на автономном инструменте BLAST [44], загруженном из NCBI. Оба механизма BLAST поддерживают три типа функций BLAST, а именно BLASTN, BLASTP и BLASTX. Пользователи могут определять полноту генома (%) и идентичность генома (%) в формах отправки инструментов BLAST. Эти специализированные инструменты BLAST призваны облегчить пользователям поиск сходства их запрашиваемых последовательностей с последовательностями генома Streptococcus , последовательностями генов (стандартный BLAST), а также с генами вирулентности VFDB (VFDB BLAST), что позволяет пользователям проверить, действительно ли их представляющие интерес гены являются генами потенциальной вирулентности с использованием подхода гомологии последовательностей.
mitis Виды группы являются важными колонизаторами ротовой полости и иногда связаны с серьезными инфекциями [15]. Кроме того, недавно было высказано предположение, что эти организмы играют важную роль в патогенезе гриппа [8].Таким образом, геномное исследование разнообразных S . mitis Бактерии группы необходимы для понимания того, как эти микроорганизмы переходят от комменсального образа жизни во рту к последующему патогенезу. Однако для широкого спектра S не существует специализированной базы данных генома. mitis групповых геномов для сравнительной геномики. Хотя большинство баз данных по биологическим геномам сосредоточены только на содержании генома и генетической изменчивости, мы определили необходимость создания функциональных биоинформатических инструментов для исследования детерминант вирулентности в геномах посредством сравнительной патогеномики, а также для сравнения содержания генома и генетической изменчивости в пределах S .
mitis группа бактерий.
В отличие от обычного линейного отображения выравниваний, круговая компоновка показывает взаимосвязь между парами позиций с кариотипами и связями, кодирующими положение, размер и ориентацию связанных геномных элементов.
Реализация конвейера PGC управляется с помощью сценариев Perl. Этот конвейер производит два типа выходных данных: результаты выравнивания NUCmer и высококачественный график Circos (формат SVG). Пользователи могут бесплатно загрузить эти результаты для публикации или дальнейшего анализа на странице результатов PGC.
Кроме того, основанный на Java инструмент сравнения Artemis (ACT) с открытым исходным кодом требует, чтобы пользователи сгенерировали файл сравнения, который идентифицирует области гомологии между сборочным и эталонным геномом с помощью таких программ, как BLASTN, TBLASTX или Mummer, которые должны быть загружены в ACT [18].Сравнительная визуализация ACT выполняется с использованием компонентов Artemis. Напротив, наш инструмент PGC обеспечивает однопоточный процесс попарного выравнивания генома и мгновенное отображение графика Circos сравнительного выравнивания.
A и B выделяют отступы парного сравнения генома между S . mitis B6 и S . mitis 17/34.
mitis геномов. Исходя из разрыва, наблюдаемого в (indel «A»), потеря гена произошла около позиции 400 000 п.н.
Поэтому мы предлагаем S . mitis B6, возможно, недавно приобрел этот интактный профаг. Графическое изображение интактного профага с различными типами фаг-связанных генов показано на.
митис B6. 
6.3.14)
PathoProT использует автономные инструменты BLAST, загруженные с веб-сайта NCBI. VFDB (версия 2012) в настоящее время содержит набор из 19775 экспериментально подтвержденных генов вирулентности, происходящих от широкого круга различных видов бактерий, что обеспечивает полезный ресурс для поиска гомологии последовательностей. Пользователи могут выбрать список из штаммов Streptococcus для сравнительного анализа и установить пороговое значение, например, идентичность генома и полноту для поиска BLAST через нашу предоставленную онлайн-форму.Параметры по умолчанию для конвейера PathoProT установлены на 50% идентичности последовательностей и 50% полноты последовательности для поиска и идентификации генов ортологичной вирулентности в выбранных геномах Streptococcus . Однако пользователи могут применять желаемые отсечки для поиска гомологии, чтобы достичь оптимальных уровней строгости в своих анализах.
Собственные сценарии Perl будут обрабатывать выходные данные BLAST (сгенерированные путем поиска этих последовательностей запросов в VFDB) для каждого предсказанного RAST белка (последовательности запроса) в выбранных пользователем геномах и определять предполагаемую вирулентность на основе заданных пользователем параметров.Отфильтрованные результаты BLAST объединяются и организуются в матричную таблицу, содержащую информацию о наличии или отсутствии генов вирулентности (строки) и названия штаммов Streptococcus (столбцы). Наконец, PathoProT передаст и обработает этот вывод с помощью наших собственных сценариев R для иерархической кластеризации (алгоритм полной связи) и создания тепловой карты для визуализации. Штаммы Streptococcus будут отсортированы на основе их профилей генов вирулентности (), и будет построено филогенетическое дерево, пользователи смогут оценить взаимосвязи между близкородственными S . mitis групповых видов / штаммов, а также соответствующие им гены вирулентности образуют заметные кластеры на дендрограммах.
Таким образом, этот сравнительный анализ патогеномики может дать отличное представление о профилях генов вирулентности у разных видов Streptococcus . Например, не существует инструмента биоинформатики, который выполняет те же функции, что и PathoProT, а именно прогнозирует и позволяет сравнивать гены вирулентности в геномах разных видов бактерий.
Консервативные гены hasC (hasC1 или SMU . 322c) , которые кодируют UTP-глюкозо-1-фосфат уридилилтрансферазу (или UDP-пирофосфорилазу глюкозы) (M6Spy1871), участвуют в синтезе гиалуроновой кислоты вдоль (HA) капсулы. с двумя соседними генами: hasA и hasB в пределах имеет оперон.[21]. Фактически, это Streptococcus pneumoniae , наиболее патогенный вид S . Группа mitis обладает полисахаридной капсулой, которая способствует бактериальному патогенезу [22]. В Streptococcus HA обнаружен, поскольку материал капсулы стрептококка у некоторых видов является важным фактором вирулентности, эффективно маскируя бактерии от распознавания иммунной системой хозяина [23,24], а также защищая их от реактивных оксидов, выделяемых лейкоцитами [25] ].Кроме того, возможно, что ГК играет важную роль в прикреплении стрептококков группы мититов и колонизации эпителиальных клеток, что приводит к устойчивости бактерий к фагоцитозу макрофагами [26–28].
Аналогичным образом, консервативный ген lmb кодирует ламинин-связывающий белок, который впервые был идентифицирован в Streptococcus agalactiae [32]. Практически идентичные адгезины позже были обнаружены как у Streptococcus suis [33], так и у Streptococcus pyogenes [34,35].Было предложено, что адгезины lmb помогают в бактериальном патогенезе посредством инвазии поврежденного эпителия [36]. В целом, многие поверхностные липопротеины и адгезины, которые важны для вирулентности и патогенных инфекций, в S очень консервативны. mitis группа бактерий.
mitis , S . infantis , S . tigurinus , S . oralis и S ). Это филогенетическое родство S . mitis групповых видов указывает на близкое родство между видами в M Clade и между видами в S Clade. Интересно, что мы обнаружили, что гены rgp могут использоваться для дифференциации двух разных кладов на тепловой карте. Например, эти маркерные гены присутствуют у всех видов S Clade, но отсутствуют у всех видов M Clade.
остаток полученного гликолипидного носителя.И rgpB , и rgpF предположительно должны работать поочередно при удлинении цепи рамнана. Гомологичные рамнозилтрансферазы rgpB и rgpF были обнаружены у Streptococcus thermophilus (STER1436) и Streptococcus gordonii (SGO1022). С другой стороны, гены rgpC и rgpD кодируют предполагаемые переносчики ABC, специфичные для RGP (гомологичный STER1434 в S . thermophilus и гомологичный SGO1024 в S . gordonii ), которые играют роль в экспорте полисахаридов [37]. Ген rgpG (гомолог S . gordonii SGO1723) инициирует синтез RGP путем переноса N -ацетилглюкозамин-1-фосфата на липидный носитель [38].
suis [39]. Индукция инфекционного эндокардита по S . Сообщалось, что mutans запускается генами rgp посредством высвобождения оксида азота [40], агрегации тромбоцитов [41] и придания устойчивости к фагоцитозу полиморфно-ядерными лейкоцитами человека [42]. Следовательно, S Clade S . Виды группы mitis , которые продуцируют эти богатые рамнозой полимеры, могут демонстрировать патогенез, отличный от видов M Clade Streptococcus , с целью установления большей вирулентности и увеличения выживаемости в клетках-хозяевах.Недавнее исследование выявило группу стрептококков Sanguinis в качестве распространенного возбудителя транзиторной бактериемии, которая потенциально может привести к инфекционному эндокардиту. Сообщалось также, что эта группа присутствовала в нескольких случаях вирулентной сепсисной инфекции у пациентов с нейтропенией [43].
Эти эксклюзивные поиски BLAST функционально основаны на автономном инструменте BLAST [44], загруженном из NCBI. Оба механизма BLAST поддерживают три типа функций BLAST, а именно BLASTN, BLASTP и BLASTX. Пользователи могут определять полноту генома (%) и идентичность генома (%) в формах отправки инструментов BLAST. Эти специализированные инструменты BLAST призваны облегчить пользователям поиск сходства их запрашиваемых последовательностей с последовательностями генома Streptococcus , последовательностями генов (стандартный BLAST), а также с генами вирулентности VFDB (VFDB BLAST), что позволяет пользователям проверить, действительно ли их представляющие интерес гены являются генами потенциальной вирулентности с использованием подхода гомологии последовательностей.