Research press release


Nature Genetics

Tuberculosis genomes and drug resistance


Maha Farhatたちは、結核菌の主要な6つの系統と一連の薬剤耐性表現型が含まれる結核菌株の全世界コレクションに由来する123菌株について、全ゲノム塩基配列解読と解析を行った。そして、Farhatたちは、菌株間の進化的類縁関係を利用して微生物ゲノムにおける耐性マーカーの探索を行うための新しい方法を開発し、結核菌ゲノム中で39の薬剤耐性領域候補を新たに同定した。一方、Lijun Biたちは、中国の結核菌株161種の全ゲノム塩基配列解読を行い、薬剤耐性に関連する領域候補のリストを作成した。

David Allandたちは、in vitroで第一選択抗結核薬エタンブトールを投与した結核菌株のゲノム塩基配列解読を行い、その後、63点の臨床分離株を使って、解読結果の妥当性を示した。Allandたちの機能研究は、エタンブトールに対する耐性獲得に関する多段階モデル(いくつかの遺伝子変異間の相互作用を含む)の妥当性を裏づけている。

Inaki Comasたちは、結核菌群(MTBC)の259菌株のゲノム塩基配列を解析し、結核菌とヒト宿主の遺伝的多様性と進化に関する新たな知見をもたらした。Comasたちの解析結果は、MTBCが約7万年前にアフリカで出現し、アフリカからの人類の移動に伴って伝播したことを示すモデルを裏付けている。

The whole-genome sequencing of Mycobacterium tuberculosis strains from diverse global regions is reported in four independent studies published this week in Nature Genetics. These studies provide insights into the emergence of drug resistance in tuberculosis epidemics and suggest targets for resistance testing and drug development.

Maha Farhat and colleagues report whole-genome sequencing and analysis of 123 M. tuberculosis strains from a global collection representing each of the six major lineages as well as a range of drug resistance phenotypes. They develop a new method that draws on evolutionary relationships between strains to search for resistance markers in microbial genomes and identify 39 new candidate drug resistance regions in the M. tuberculosis genome. In a second study, Lijun Bi and colleagues report whole-genome sequencing of 161 M. tuberculosis strains from China, and identify a list of candidate regions associated with drug resistance.

In another study, David Alland and colleagues report genome sequencing of M. tuberculosis strains treated in vitro with ethambutol, a first-line tuberculosis drug, and show the relevance of their findings in 63 clinical isolates. Their functional studies provide support for a multi-step model for the acquisition of ethambutol resistance that includes interactions between mutations in several genes.

Lastly, Inaki Comas and colleagues report an analysis of 259 M. tuberculosis complex (MTBC) genome sequences, providing insights into genetic diversity and the evolution of this pathogen along with their human hosts. Their analysis supports a model for the emergence of MTBC about 70 thousand years ago in Africa and its spread accompanying human migration out of Africa.

doi: 10.1038/ng.2744





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