نمونه ترجمه
17.1 مقدمه
توانایی دقت تشخیص بین نژادهای پاتوژنهای
عفونی برای نظارت اپیدمیولوژیک کارآمد و تجزیه و تحلیل پایشی، مطالعه
ساختار میکروبی جمعیت و پویایی و در نهایت، بهبود استراتژیهای کنترل
بهداشت عمومی در حال توسعه بسیار مهم است (2004). برای پیشبرد چنین اهداف
کلی، روشهای مختلف تایپینگ مولکولی پیشنهاد شده که در بخشهای مختلف جهان،
ایزولهها (اپیدمیولوژی همه منظوره) و یا شیوع بیماری موضعی (اپیدمیولوژی
محلی) مشخص میکند(به فولی و همکاران، 2009 برای بررسی نگاه کنید). با این
حال، از سال 1998، "استاندارد طلایی" برای تایپینگ مولکولی پیشنهاد شده که
تایپینگ توالی چندمکانی (MLST) نام دارد (مایدن و همکاران، 1998). MLST بر
مبنای مفاهیم ژنتیکی خوب استقرار یافته جمعیتی و روشهای الکتروفورز
چندمکانی آنزیم (MLEE) ساخته شده، اما مزایای قابل توجهی نسبت به دیگر
روشهای تایپینگ دارد (بخش 17.4 را برای مزایا و هشدارها مراجعه
کنید).MLST، تنوع نوکلئوتید در توالی قطعات داخلی بررسی میکند که اغلب هفت
ژن اداره کننده (هاوس کیپینگ) را در بر میگیرد (به عنوان مثال، کدگذاری
وظایف اساسی متابولیک)(بخش 17.2 برای طراحی مولکولی و توسعه MLST را
ببینید). برای هر ژن، توالیهای مختلف درون گونهها به عنوان آلل مجزا
شناخته شده و برای هر ایزوله، آللها در هر یک از هفت جایگاه، مشخصات آلل
ها و یا نوع توالی (ST) را تعریف میکند. هر ایزوله به طور نامبهم توسط یک
سری از هفت عدد صحیح مشخص شده که مربوط به آللهای در هفت جایگاه هاوس
کیپینگ شده است. اکثر گونه باکتریایی تغییر کافی در ژنهای هاوسکیپینگ برای
تدارک تعدادی آللها در هر لوکوس مهیا میکند و اجازه دسترسی میلیاردها
پروفایل آللی متمایز برای استفاده مشخص با استفاده از هفت جایگاه میدهد.
روش دیگر، شناسایی ایزوله و ردیابی میتواند با استفاده از دادههای
نوکلئوتید به طور مستقیم انجام میگیرد، هرچند این رویکرد بارها برای
مطالعات جمعیتی بکار رفته است (بخش 17.5 برای روشهای تجزیه و تحلیل را
ببینید).
The principal element in the design of an
MLST scheme is the choice of genetic loci. The selection and number of
loci are based on principle, precedent, and practice.
Since MLST was developed as an updated
version of MLEE, which indexes variation of multiple core metabolic or
housekeeping genes at the protein level, the selected loci should be
within housekeeping genes encoding proteins for core metabolic
functions. Furthermore, housekeeping genes are expected to be subject to
the rules of neutral evolution and thus should reveal genetic
relationships among strains without concern for the influence of host or
environmental factors, such as might occur with a gene encoding a
hypervariable surface protein subject to host immune response driven by
diversifying selection or a gene under antibiotic selection. The genes
should be physically spaced around the genome in order to minimize
genetic linkage of loci.
As a matter of principle and
practicality, multiple loci of sufficient length need to be surveyed in
order to provide a high level of discrimination. The first MLST scheme
was designed by Maiden and colleagues (Maiden et al., 1998) and included
six, later expanded to seven, loci. Most investigators have followed
this precedent and developed schemes of seven loci. The length of
nucleotide sequence amplified for each loci is generally in the range of
400_600 bp and is determined largely by the parameters of automated
sequencing instruments available at the time the first MLST scheme was
developed in 1998. Although MLST nucleotide sequence data are currently
generated by the Sanger sequencing method, pyrosequencing (Margulies et
al., 2005) will likely be the method of choice in the future. The new GS
FLX titanium reagents for use on the Genome Sequencer FLX instrument
from the 454 Life Sciences Company are capable of generating accurate
read lengths of 250_350 bp, which is sufficient for most MLST size
fragments if reads are generated from both ends of the DNA strand.
Improvements in the technology should
extend read length (up to 1000 bp) and increase capacity (over 1 million
reads per run) in the near future. Pyrosequencing of PCR amplicons has
already found numerous applications in microbiology and human genetics
(Bordoni et al., 2008; Rozera et al., 2009). The design of bar codes
that are incorporated at the 50 end of amplicons allows simultaneous
sequencing of homologous products from multiple samples in the same run
(Binladen et al., 2007; Meyer et al., 2008). Since the complexity of PCR
products for MLST is very low, pyrosequencing is only cost efficient if
many PCR products can be processed simultaneously.
