Секвенирование генома открывает перспективы для лечения конъюнктивита у КРС

Ученые выявили два различных варианта или генотипа Moraxella bovis (M. bovis), бактерии, вызывающей конъюнктивит у крупного рогатого скота. Это открытие помогает ученым понять, как различные виды M. bovis вызывают инфекцию у домашнего скота, и может помочь в разработке профилактических мер для защиты КРС от этого заболевания.

Конъюнктивит крупного рогатого скота, или инфекционный кератоконъюнктивит, является очень заразной глазной инфекцией, которая вызывает покраснение, зуд, боль и дискомфорт в глазах пораженных животных. Тяжелые случаи могут привести к слепоте и ухудшению набора веса у телят и, таким образом, представляют угрозу для благополучия животных и оказывают негативное экономическое воздействие на мясную промышленность.

Ученые Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США (ARS) и Университета Небраски-Линкольн (UNL) секвенировали и сравнили геномы коллекции вариантов M. bovis и обнаружили, что они состоят из двух основных генотипов. Они выявили различия ДНК между генотипами. Кроме того, они обнаружили вещества, которые потенциально могут быть использованы в качестве мишеней для борьбы с болезнью.

«Мы обнаружили серьезные различия в факторах вирулентности между двумя генотипами», — сказала Эмили Винн, микробиолог-исследователь ARS. «Например, у M. bovis есть токсин, называемый гемолизиновым токсином, который он использует для проникновения в глаза. Мы обнаружили, что два генотипа имеют разные версии токсина. Это различие и другие различия в коллекции вариантов M. bovis могут означать что существуют различия в их способности вызывать болезни».

Кроме того, ученые идентифицировали белки (вещества), расположенные на внешней мембране бактериальной клетки.

Специфическое расположение этих белков делает их доступными для иммунной системы хозяина, поскольку они расположены на внешней мембране. Белки, уникальные для одного или обоих генотипов, могут быть использованы в качестве мишени для разработки специфических профилактических действий против любого из генотипов, если это необходимо.

Это важно, потому что в течение многих лет ученые внимательно изучали другое вещество в этой бактерии для разработки средств против болезни, называемых пилиновыми белками. Пилины облегчают прикрепление M. bovis к глазу. Однако использование пилинов для разработки вмешательств может оказаться сложной задачей.

«Ген пилина M. bovis может подвергаться инверсии», — сказал Майк Клоусон, молекулярный биолог-исследователь ARS в Центре исследований мясных животных США в Клэй-центре, штат Небраска. «Это когда части гена переворачиваются и перестраиваются на бактериальной хромосоме. В результате создается недавно сформированный ген пилина, который кодирует новую белковую версию самого себя, что помогает M. bovis избежать распознавания иммунной системой. Считалось, что инверсия гена пилина является относительно редким процессом. Однако мы увидели доказательства того, что во время нашего исследования несколько штаммов M. bovis подвергались инверсиям. Это затрудняет использование гена пилина в качестве мишени и подчеркивает, почему белки внешней мембраны, идентифицированные в этом исследовании, являются важным открытием».

Команда секвенировала штаммы M. bovis, выделенные от крупного рогатого скота из семнадцати штатов США и одной провинции Канады, которые были собраны Дастином Лоем, профессором UNL и ветеринарным микробиологом-диагностом.

«Первый готовый геном M. bovis был получен в результате этого сотрудничества на основе экспериментального штамма в 2018 году», — сказал Лой. «С тех пор мы не видели большого прогресса в комплексном секвенировании этой бактерии до этого исследования между ARS и UNL».

Лой посвятил годы исследованиям этого инфекционного заболевания, собирая образцы непосредственно у ветеринаров, работающих с крупным рогатым скотом, для тестирования и выявления различий между штаммами.

«На это заболевание часто не обращают внимания. Тем не менее, это наиболее часто регистрируемое заболевание у мясных коров и второе у телят. Наша работа признает экономический эффект, который это оказывает на производителей говядины», — добавил Лой.

Команда отмечает совместное исследование конъюнктивита, которое началось примерно 58 лет назад, новаторской работой исследователя ARS Джорджа Вашингтона Пью-младшего, который был первым чернокожим ученым в агентстве и добился значительных успехов в понимании роли M. bovis в конъюнктивите. Совсем недавно UNL опубликовала совместное исследование с ARS, в котором оценивались иммунологические ответы и эффективность вакцин для защиты крупного рогатого скота от болезней, связанных с этими бактериями.

Источник:www.ars.usda.gov