Xác định hộp RpoS và RpoN ở vùng promoter của ổ gen mã hóa cho hệ thống bài xuất số 3 ở Burkholderia pseudomallei (B. pseudomallei) bằng sinh tin học

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết trình bày xác định hộp RpoS và RpoN ở vùng promoter của ổ gen mã hóa cho hệ thống bài xuất số 3 ở Burkholderia pseudomallei (B. pseudomallei) bằng sinh tin học. Đối tượng – phương pháp nghiên cứu: Phần mềm DOOR và phần mềm HMMer 2.3.2. được sử dụng. Trình tự nhóm gene quan tâm và vùng promoter, truy xuất trên cơ sở dữ liệu NCBI.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Xác định hộp RpoS và RpoN ở vùng promoter của ổ gen mã hóa cho hệ thống bài xuất số 3 ở Burkholderia pseudomallei (B. pseudomallei) bằng sinh tin học

Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 2 * 2018 XÁC ĐỊNH HỘP RPOS VÀ RPON Ở VÙNG PROMOTER CỦA Ổ GEN MÃ HÓA CHO HỆ THỐNG BÀI XUẤT SỐ 3 Ở BURKHOLDERIA PSEUDOMALLEI (B. PSEUDOMALLEI) BẰNG SINH TIN HỌC Đường Thị Hồng Diệp* TÓM TẮT Mở đầu: Khả năng xâm nhập của Burkholderia pseudomallei vào tế bào ký chủ được giả thiết là phụ thuộc vào hệ thống bài xuất protein số 3 (T3SS3) mã hóa bởi ổ gene T3SS/bsa trên bộ gene vi khuẩn. Sự phiên mã của ổ gene này được điều hòa bởi các yếu tố phiên mã. Để bước đầu khảo sát yếu tố phiên mã nào tham gia vào quá trình biểu hiện nhóm gene gây bệnh, sinh tin học đã được sử dụng để tìm vị trí có thể bám vào của các yếu tố phiên mã trên vùng promoter của ổ gene T3SS/bsa. Mục tiêu: Phần mềm HMMer phiên bản 2.3.2, được sử dụng để xác định hộp RpoS và RpoN trên vùng promoter của ổ gene (gene locus) mã hóa cho hệ thống bài xuất số 3 và ở từng operon của gene locus này ở vi khuẩn gây bệnh Melioidosis, Burkholderia pseudomallei. Đối tượng – phương pháp nghiên cứu: Phần mềm DOOR và phần mềm HMMer 2.3.2. được sử dụng. Trình tự nhóm gene quan tâm và vùng promoter, truy xuất trên cơ sở dữ liệu NCBI. Kết quả: Cả hộp RpoS và RpoN đều được tìm thấy ở vùng promoter của operon ID 111393 và ID 111394 của T3SS/bsa gene locus, tuy nhiên với score khác nhau. Kết luận: Cả 2 yếu tố phiên mã RpoS và RpoN đều có khả năng tham gia vào quá trình điều hòa biểu hiện gene của ổ gene T3SS3 hay T3SS/bsa. Từ khóa: Burkholderia pseudomallei, hộp RpoS, hộp RpoN, HMMer, T3SS3 ABSTRACT SEARCHING FOR RPOS AND RPON BOXES IN PROMOTER REGION OF BURKHOLDERIA PSEUDOMALLEI T3SS/BSA GENE LOCUS BY USING HMMER PROGRAM Duong Thi Hong Diep * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 22 ‐ No 2‐ 2018: 208 ‐ 214 Objectives: Using bioinformatics (HMMer program) to predict the RpoS and RpoN box in promoter region of T3SS of Burkholderia pseudomallei. Material and Method: Search B. pseudomallei T3SS3 locus in Gene bank (NCBI), build a training set of conserved sequences among Gram-negative bacteria from the literature to input in to HMMer as a training set. Results: Both RpoS and RpoN boxes were found in promoter region of T3SS3 locus of B. pseudomallei but with different score. Conclusion: RpoS and RpoN may involve in the gene expression regulation of T3SS3 in B. pseudomallei Key words: Burkholderia pseudomallei, RpoS box , RpoN box, HMMer, T3SS3. *Bộ môn Hóa Sinh, Khoa Y, Đại học Y Dược TP. HCM. Tác giả liên lạc: TS. Đường Thị Hồng Diệp ĐT: 0989369390 Email: diepdh@yahoo.com 208
Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 2 * 2018 Nghiên cứu Y học ĐẶT VẤN ĐỀ điều kiện khác nhau. Trong số đó RpoS được xem là yếu tố phiên mã chính điều hòa biểu Burkholderia pseudomallei (B. pseudomallei) là hiện gene ở điều kiện sống không thuận lợi, vi khuẩn Gram âm, tác nhân gây bệnh chính RpoS lại bị điều hòa bởi giai đoạn phát melioidosis ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. triển, và được biểu hiện cao nhất khi vi khuẩn Việt nam cũng nằm trong số các nước có tỷ lệ đi vào giai đoạn ổn định (còn gọi là pha dừng lưu hành bệnh truyền nhiễm này. Phơi nhiễm hay stationary phase), khi thiếu nguồn carbon với B. pseudomallei người dân có thể không có và stress oxy hóa. Có nhiều nghiên cứu và giả triệu chứng, có triệu chứng nhiễm trùng da, thuyết đưa ra là RpoS còn có khả năng điều hòa viêm phổi hoặc thậm chí nhiễm trùng máu. biểu hiện gene gây bệnh ở vi khuẩn. Với mục Một vài nghiên cứu đã chỉ ra rằng B. đích tìm hiểu xem có tồn tại những hộp RpoS ở pseudomallei có thể sống ký sinh nội bào, thậm vùng khởi động phiên mã của nhóm gene quan chí trong tế bào macrophage và có thể tồn tại tâm hay không, chúng tôi chọn phương pháp trong cơ thể người tới 60 năm sau mới phát sinh tin học (bioinformatics) để khảo sát bước bệnh(4, 6, 7, 16). Giống như các vi khuẩn Gram âm đầu. Kết quả thu được sẽ giúp thiết kế thí khác, sự phiên mã gene ở Burkholderia nghiệm trong lab kiểm chứng lại và mở rộng pseudomallei được bắt đầu khi phức hợp đa yếu nghiên cứu theo nhiều hướng khác nhau. tố RNA polymerase bám vào yếu tố phiên mã Ngoài RpoS thì khi tham khảo tài liệu chúng tôi (sigma factor). Yếu tố phiên mã bản chất là cũng thấy rằng ở B. pseudomallei còn có khả protein, có chức năng nhận biết vị trí khởi động năng tồn tại yếu tố phiên mã khác là RpoN (hay (promoter) cho phép phiên mã trên phân tử còn gọi là sigma 54, dựa vào trọng lượng phân ADN và tách rời 2 sợi đơn tại vị trí đó(5). Hầu tử của nó là 54kD), chính vì vậy trong nghiên hết sự phiên mã trong giai đoạn phát triển cứu này chúng tôi cũng tìm khả năng tồn tại (growth phases) của vi khuẩn được bắt đầu bởi của những hộp RpoN trên vùng khởi động phức hợp enzyme RNAP (RNA polymerase) phiên mã của nhóm gene quan tâm. Ban đầu gắn với yếu tố phiên mã ( factor) giống như RpoN được biết đến với chức năng đồng hóa RpoD (sigma factor 70) đã được nghiên cứu rõ nito ở vi khuẩn. Sau khi khám phá ra nhiều ở E.coli. Ngoài RpoD các nhà khoa học còn gene phụ thuộc RpoN không liên quan đến sự chứng minh được sự tồn tại của nhiều yếu tố đồng hóa nito, như gene đó có liên quan đến phiên mã thay thế, tham gia vào quá trình điều khả năng chuyển động của vi khuẩn, vận hòa biểu hiện gene của một nhóm gene nhất chuyển dinh dưỡng, sự tạo roi (pili) hay truyền định trong những điều kiện khác nhau. Ở vi tín hiệu tế bào thì chức năng mới của RpoN khuẩn Gram âm, yếu tố phiên mã RpoS, chủ cũng được nghiên cứu(8, 12, 20). Bằng chứng về sự yếu điều hòa đáp ứng với những stress nói tham gia của RpoN vào sinh bệnh học của vi chung của vi khuẩn (ví dụ như trong môi khuẩn gây bệnh được báo cáo rất nhiều, đặc trường thiếu chất dinh dưỡng, số lượng phát biệt là những nghiên cứu trên P.aeruginosa. Có triển quá đông, thay đổi pH …)(15) Burkholderia 22 loại protein của P. aeruginosa từ cơ sở dữ liệu pseudomallei thuộc nhóm vi khuẩn hoại sinh đã được dự đoán bằng sinh tin học có khả năng (Pseudomonas) có khả năng sống trong đất ẩm chứa vùng RpoN gắn ATP(8). (đồng ruộng), nguồn nước bị ô nhiễm và có khả Protein bề mặt hay protein của vi khuẩn năng lây nhiễm cho người và động vật qua tiếp được bài xuất đóng vai trò vô cùng quan trọng xúc trực tiếp(4). B. pseudomallei mang một vài đối với khả năng gây bệnh của vi khuẩn. Ở vi loại yếu tố phiên mã thay thế RpoD (sigma 70), khuẩn Gram âm, sự bài xuất protein từ bên cho phép nó có thể tồn tại được trong nhiều trong xuyên qua lớp màng peptidoglycan ra 209
Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 2 * 2018 bên ngoài phải thông qua hệ thống bài xuất tạp và có sự tham gia của nhiều protein khác protein(2). Có ít nhất 6 loại hệ thống bài xuất nhau, mỗi protein được mã hóa bởi 1 hoặc 1 protein được tìm thấy ở vi khuẩn Gram âm và nhóm gene. Nhóm gene mã hóa cho hệ thống được phân loại từ 1 đến 6(10). bài xuất protein số 3 (T3SS) giống với Inv/Mxi- Hệ thống bài xuất protein thứ 3 (type 3 Spa T3SS của Salmonella spp và Shigella spp ở chỗ secretion system) của B. pseudomallei được cho nó đóng vai trò quan trọng cho việc xâm nhập rằng phát triển từ hệ thống roi chuyển động vào tế bào động vật(21). Ổ gene này chứa 35 gene của nó và hệ thống này mang tính bảo tồn ở vi trên ít nhất 11operon(19)( Hình 1). khuẩn nói chung(18). Đó là một hệ thống phức Hình 1. Sơ đồ gene B. pseudomallei ổ gene T3SS3 hay còn gọi là T3SS/bsa locus. Vai trò phỏng đoán của các gene được tô thừa nhận này. Đây là một mô hình toán màu và chú giải trong ô vuông. Mũi tên chỉ thống kê có ứng dụng rộng rãi trong Tin sinh hướng của gene. Burkholderia secretion học. HMM là 1 mô hình rất đơn giản được apparatus (Bsa) là vùng gene nằm trên ổ gene ứng dụng vào bài toán gán nhãn chuỗi. Điều lớn mã hóa cho toàn bộ protein của hệ thống kiện cần là phải có dữ liệu huấn luyện đã bài xuất số 3 (T3SS). Hệ thống bài xuất protein được gán nhãn sẵn gọi là training set. Dựa thứ 3 (T3SS) là chỉ dấu xác định tính độc của trên mô hình toán HMM, Sean R. Eddy và Salmonella, Shigella và các vi khuẩn gây bệnh cộng sự đã phát triển nên phầm mềm HMMer, Gram âm khác vì nó được xem là công cụ tiêm và đến năm 2015 thì HMMer phiên bản 3.1b2 protein vi khuẩn vào tế bào ký chủ (3, 13). Ở B. đã được hoàn thiện. pseudomallei, ổ gene thứ 3 mã hóa cho T3SS Phần mềm HMMer được dùng để tra cứu cũng là yếu tố quyết định làm tăng tính độc của trình tự chuỗi tương đồng của protein hoặc vi khuẩn khi dùng mô hình chuột hamster để DNA trên cơ sở dữ liệu và cho phép sắp giống lây nhiễm(22). cột đôi một hoặc nhiều chuỗi một lúc. HMMer Mô hình Markov ẩn (tiếng Anh là Hidden có thể dùng để truy vấn một trình tự đơn, tuy Markov Model ‐ HMM) là mô hình thống nhiên phần mềm lại mạnh hơn khi truy vấn kê trong đó hệ thống mô hình hóa được cho là nhiều trình tự sắp giống cột, ví dụ nhiều trình một quá trình Markov với các tham số không tự trong một họ. HMMer cho ra một cơ sở dữ biết trước và nhiệm vụ là xác định các tham số liệu (profile) là kết quả truy vấn của sắp giống ẩn từ các tham số quan sát được, dựa trên sự cột dựa trên thang điểm (position ‐ specific scoring system) tùy thuộc vào vị trí nơi có sự 210
Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 2 * 2018 Nghiên cứu Y học thay thế, chèn thêm hay mất đi một đoạn trình phiên mã. Trong khi đó RNA polymerase với tự nào đó(Error! Reference source not found., 11, 14). So sánh với yếu tố phiên mã sigma 70 (RpoS) nhận biết BLAST, FASTA, hoặc công cụ tra cứu cơ sở dữ vùng promoter ở vị trí bảo tồn ‐35 và ‐10 tính từ liệu khác sử dụng phương pháp so sánh và cho nucleotide đầu tiên được phiên mã. Trong điểm cũ, HMMer có độ chính xác và độ đặc nghiên cứu này 186 trình tự bảo tồn trên hiệu cao hơn, nó có thể cho phép tìm ra remote promoter vùng ‐24/‐12 được lấy từ bài báo của homolog (ví dụ như trình tự TATA box trên Barrios H(1) và đưa vào làm training set cho vùng promoter, bảo tồn ở nhiều loài khác nhau, HMMer để tìm hộp RpoN trên ổ gene T3SS3 B. các trình tự tương đồng nhưng không giống pseudomallei. Theo tài liệu thì có thể xác định nhau 100%). Để xác định được các vùng remote được motif của hộp RpoS với độ chính xác trên homolog trước đây HMMer phải chạy với tốc 85% dựa vào trình tự bảo tồn vùng ‐10 và ‐35 độ 100 lần chậm hơn BLAST cho protein và hoặc chỉ dựa vào trình tự vùng bảo tồn ‐10 mà 1000 lần chậm hơn BLAST cho DNA, nhưng không quan tâm đến vùng ‐35. với HMMer 3.1 tốc độ chạy đã ngang bằng 81 trình tự vùng ‐10 trên promoter phụ BLAST cho protein thuộc RpoS từ các tài liệu về E.coli K-12 dưới (http://eddylab.org/software/hmmer3/3.1b2/Use chủng MG1655 được sưu tập và đưa vào rguide.pdf). training set để tìm hộp RpoS trên promoter của Để hiểu biết thêm về cơ chế bệnh sinh và B. pseudomallei bao gồm cả đoạn khoảng 15‐ đóng góp kiến thức cho nghiên cứu vắc xin sau 19bp giữa vùng ‐10 và ‐35 cũng được đưa vào. này, dựa vào những kiến thức đã biết chúng tôi Trên thực tế, các kết quả nghiên cứu cho thấy mong muốn tìm hiểu cơ chế điều hòa biểu hiện xây dựng training set dựa trên những trình tự gene gây bệnh của B. pseudomallei thông qua 2 chưa sắp giống cột (alignment) có thể sẽ tốt hơn yếu tố phiên mã RpoS và RpoN. Từ năm 2004 dùng những trình tự multialignment để xác toàn bộ bộ gene của B. pseudomallei đã được giải định hộp RpoS, vì vùng ‐35 trình tự ít đồng trình tự và được đưa lên cơ sở dữ liệu NCBI. nhất hơn vùng ‐10 giữa các loài. Nghiên cứu được thiết kế với 2 mục tiêu cụ thể Gói phần mềm HMM chứa nhiều chương như sau: (1) Xây dựng tập huấn luyện (training trình khác nhau, bắt đầu bằng việc xây dựng set) vùng bảo tồn hộp RpoS và hộp RpoN từ những công bố trước đây trên các vi khuẩn training set (hmmt) từ những trình tự chưa sắp Gram âm; (2) Dùng chương trình HMMer (sinh thẳng hàng (unaligned) hoặc đã được sắp giống tin học) để xác định hộp RpoS và RpoN dựa cột nhiều trình tự (multialignment) (hmmb). trên training set được xây dựng từ mục tiêu 1. Chương trình hmml (HMM local search) cũng Sơ đồ ổ gene T3SS3 tra cứu trên NCBI . Kết quả được dùng để tra cứu cơ sở dữ liệu. Sau khi xây của nghiên cứu này sẽ được sử dụng trong dựng xong training set, hiệu quả của những những nghiên cứu điều hòa biểu hiện gene gây trình tự promoter này được kiểm chứng trên bệnh của yếu tố phiên mã RpoS và RpoN2 ở B. pseudomallei. vùng ‐35 và ‐10 promoter của P.aeruginosa PAO1 trước khi dùng cho B. pseudomallei. Bởi vì ĐỐITƯỢNG-PHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU bộ gene của chủng B. pseudomallei PP844 mà Xây dựng training set từ các công bố khoa học chúng tôi có không có trên cơ sở dữ liệu NCBI, Chúng ta biết rằng RNA polymerase với nên chủng B. pseudomallei K96243 (cũng được yếu tố phiên mã sigma 54 (RpoN) nhận biết phân lập ở Thái lan) được thay thế để tra cứu vùng khởi động (promoter) ở vị trí bảo tồn ‐24 trình tự ổ gene T3SS3. và ‐12 tính từ nucleotide đầu tiên bắt đầu được 211
Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 2 * 2018 Xác định hộp RpoS và RpoN bằng HMMer đó 2 hộp RpoN lại được tìm thấy ở vùng phiên bản 2.3.2 promoter của cả 2 operon bipB-bipC và bipD Vùng 500bp và 300bp trước nucleotide đầu (single gene operon) (hình 3). tiên của ổ gene T3SS3 được phiên mã được tra BÀN LUẬN cứu trên Gene bank (NCBI). Đưa vào phần BipD (BPSS1529) là protein ở đầu mũi nhọn mềm HMMer phiên bản 2.3.2. của hệ thống bài xuất protein số 3 (được ví như (http://hmmer.org/download.html) để tìm RpoS một cái xi lanh). BipD được chứng minh là và RpoN dựa trên training set đã được xây protein bài xuất bởi hệ thống T3SS3 vào năm dựng. Ở vi khuẩn, một đơn vị phiên mã thường 2003 và khẳng định lại năm 2015 bởi Vander không chỉ một gene mà một nhóm gene được Broek. Thậm chí cấu trúc tinh thể của nó cũng phiên mã cùng với nhau, được gọi là operon. đã được nhiều tác giả nghiên cứu và nó có cấu Nghĩa là mỗi operon trên một ổ gene (gene trúc không gian 3 chiều giống với protein tìm locus) có thể lại được điều hòa riêng, vì vậy các thấy ở Shigella. Kết quả DOOR cho thấy bipD hộp RpoS và RpoN cũng được tìm ở vùng gene là một operon đơn gene. BipB (BPSS1532) promoter của mỗi operon. Để tiên đoán có bao và BipC (BPSS1531) là những translocator nhiêu operon trên T3SS3 locus, phần mềm trực protein. Chủng K96243 đột biến bipB-bipC cho tuyến DOOR (http://csbl.bmb.uga.edu/DOOR/) thấy giảm khả năng xâm lấn vào dòng tế bào được sử dụng để chẩn đoán xem có bao nhiêu Hela. T3SS/bsa là yếu tố xác định tính độc của operon trên ổ gene T3SS3. Sau đó hộp RpoS và vi khuẩn gây bệnh Gram âm, như Salmonella, RpoN cũng được tìm trên vùng promoter của Shigella. Vi khuẩn dùng protein của phức hợp tất cả các operon thuộc T3SS3 gene locus. này để tiêm protein của nó vào ký chủ khi KẾT QUẢ chúng tiếp xúc với ký chủ ở một khoảng cách gần. bipB, bipC và bipD là những gene mã hóa Xác định đơn vị phiên mã (operon) trên vùng cho translocator protein được điều hòa biểu gene T3SS/bsa locus. hiện để tăng khả năng xâm nhập của chúng vào Chương trình DOOR được sử dụng và trình tế bào ký chủ. Sau khi dự đoán được operon tự gene được truy cập trên NCBI, kết quả cho trên T3SS/bsa locus, HMMer được sử dụng để thấy có rất nhiều operon, thường là hai đến 3 tìm RpoS và RpoN trên vùng promoter của mỗi gene được dự đoán là sẽ phiên mã cùng với operon. nhau trong một operon. Tuy nhiên trong nghiên cứu này tác giả đặc biệt quan tâm 2 Theo nghiên cứu của Osiriphun và cộng sự gene bipB và bipC thuộc về operon ID 111393 và năm 2009, công thức mẫu khái quát (motif) của hộp RpoS trong thực tế có thể phân chia làm 3 bipD thuộc về operon ID 111394 (operon đơn nhóm. Loại 1 chứa trình tự CTAxxxT rất bảo gene) (Bảng 1 và Hình 2). tồn ở vùng ‐10. Chỉ từ 1‐3 vị trí (x) có thể thay Tìm hộp RpoS và RpoN trên vùng promoter thế bằng các nucleotide khác nhau, điều đó có của ổ gene T3SS/bsa. nghĩa trình tự ở vị trí ‐10 đến ‐8 có thể không Hai hộp RpoS được tìm thấy (hình 2), tuy đóng vai trò quan trọng đối với hộp RpoS. nhiên chỉ có hộp RpoS trên vùng promoter của Nhóm 2 có motif xTAxxxT. Nhóm 3 không có gene bipD là có đặc điểm của motif RpoS box trình tự bảo tồn cố định, nghĩa là vẫn có khả nhóm 1, nghĩa là vùng ‐10 có trình tự bảo tồn là năng RpoS bám vào promoter tại những vị trí CTAxxxT (vị trí ‐13 đến ‐7 của vùng bảo tồn ‐10 không thuộc nhóm 1 hoặc 2. Mặc dù T3SS gene của promoter phụ thuộc RpoS(17). Kết quả cho cluster nằm xa vị trí gene rpoN2 và rpoS trên B. thấy hộp RpoS ở vùng promoter của bipB-bipC pseudomallei chromosome, việc tìm thấy hộp operon là không đủ mạnh (hình 3). Trong khi RpoS (không phải loại 1) và RpoN2 trên vùng 212
Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 2 * 2018 Nghiên cứu Y học promoter của operon ID 111393 dẫn đến giả được điều hòa bởi cả 2 yếu tố phiên mã. Như thuyết rằng RpoN2 chứ không phải RpoS trực vậy quá trình điều hòa biểu hiện gene gây bệnh tiếp liên quan đến việc điều hòa biểu hiện của trên B. pseudomallei T3SS/bsa locus là rất phức operon này. Trong khi cả hộp RpoS loại 1 và tạp và chặt chẽ, có thể điều hòa bởi 1 hoặc cả 2 RpoN đều tìm thấy trên vùng promoter của loại yếu tố phiên mã qua từng operon. operon ID 111394, cho thấy rằng operon này Hình 2. Sơ đồ gene bipB và bipD operon (Kết quả DOOR) cùng với hộp RpoS được xác định qua phần mềm HMMer với -35/-10 promoter training set ( chỉ sử dụng trình tự bảo tồn vùng -10 để xây dựng training set vì vùng -35 kém bảo tồn giữa các loài.) Bảng 1. BipB operon – kết quả dự đoán bằng phần mềm online DOOR Mã gene (GI) Bắt đầu (Start) Kết thúc (End) Gene Tên khác Protein mã hóa (Product) 53722552 2084259 2085518 bipC BPSS1531 protein xâm lấn (cell invasion protein) 53722553 2085560 2087422 bipB BPSS1532 Protein xâm lấn (cell invasion protein) Protein trình diện kháng nguyên bề mặt (surface 53722554 2087441 2087956 bicA BPSS1533 presentation of antigens protein) Hình 3. Sơ đồ gene của vùng gene bsaZ-bicA-bipB-bipC-bprA-bipDtrên T3SS/bsa locus với hộp RpoN được tìm thấy. Hộp RpoN được tìm thấy qua phần mềm HMMer với motif -24/-12 training set trên vùng promoter (khoảng 300bp UPS (upstream) của bipB operon và vùng 300bp UPS của bipD gene vẽ trong hình chữ nhật. Trên hình có vẽ vị trí primers sẽ được thiết kế để tiến hành nghiên cứu tiếp sự biểu hiện gene của operon này trên B. pseudomallei chủng hoang dại và chủng đột biến yếu tố phiên mã, kiểm chứng cho kết quả sinh tin học của nghiên cứu này. 213
Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 2 * 2018 6. Currie, BJ, Dance DA, and Cheng AC (2008), “The global KẾT LUẬN distribution of Burkholderia pseudomallei and melioidosis: an update. Transactions of the Royal Society of Tropical Bằng cách sử dụng phần mềm DOOR và Medicine and Hygiene”, 102 (Supplement 1): p. S1‐S4. HMMer phiên bản 2.3.2. hộp RpoS và RpoN, là 7. Dance, D (1991), “Melioidosis: the tip of the iceberg?”. vị trí yếu tố phiên mã RpoS và RpoN sẽ gắn lên Clinical microbiology reviews, 4(1): p. 52‐60. 8. Dasgupta N, et al. (2003), “A four‐tiered transcriptional vùng promoter của mỗi gene hoặc operon để regulatory circuit controls flagellar biogenesis in điều hòa biểu hiện operon đó, đã được dự Pseudomonas aeruginosa”. Molecular microbiology, 50(3): p809‐824. đoán. Sự hiện diện của hộp RpoS và RpoN trên 9. Durbin R, et al. (1998), “Biological sequence analysis: vùng promoter B. pseudomallei T3SS/bsa gene probabilistic models of proteins and nucleic acids”. locus cho thấy có thể có mối liên quan giữa các Cambridge university press. 10. Economou A, et al. (2010), “Secretion by numbers: protein yếu tố phiên mã RpoS và RpoN với việc điều traffic in prokaryotes”. Molecular microbiology, 62(2): p. 308‐ hòa biểu hiện gene trên ổ gene này. Ổ gene 319. T3SS/bsa được chứng minh là mã hóa cho hệ 11. Eddy SR (1998), “Profile hidden Markov models”. Bioinformatics (Oxford, England), 14(9): p. 755‐763. thống bài xuất protein số 3, chịu tránh nhiệm 12. Gussin G, Ronson C, and Ausubel F (1986), “Regulation of chính cho việc lây nhiễm của vi khuẩn vào tế nitrogen fixation genes”. Annual review of genetics, 20(1): p. 567‐591. bào ký chủ và là một trong những yếu tố được 13. Hueck CJ (1998), “Type III protein secretion systems in dùng để xác định tính độc của vi khuẩn. Việc bacterial pathogens of animals and plants”. Microbiology and dự đoán này giúp ích cho thiết kế nghiên cứu molecular biology reviews, 62(2): p. 379‐433. 14. Krogh A, et al. (1994), “Hidden Markov models in tiếp theo, tiết kiệm chi phí, định hướng được computational biology: Applications to protein modeling”. nghiên cứu và tiên lượng được các khả năng Journal of molecular biology, 235 (5): p1501‐1531. xảy ra. Từ kết quả sinh tin học , có thể thấy các 15. Merrick, M (1993), “In a class of its own—the RNA polymerase sigma factor σ; 54 (σN)”. Molecular microbiology, gene liên quan đến khả năng xâm nhập của B. 10(5): p903‐909. pseudomallei vào tế bào ký chủ được điều hòa 16. Ngauy V et al. (2005), “Cutaneous melioidosis in a man who was taken as a prisoner of war by the Japanese during một cách chặt chẽ ở mức độ phiên mã qua các World War II”. Journal of clinical microbiology, 43(2): 970‐972. yếu tố phiên mã. Sự điều hòa xảy ra ở nhiều 17. Osiriphun, Y (2010), “Computational Prediction of RPOS- cấp độ, có thể đối với từng gene hoặc từng dependent Promoters in Burkholderia Pseudomallie Using Proteomic Profile Information”. Mahidol University. operon, có thể có sự phối hợp điều hòa giữa các 18. Saier MH (2004), Evolution of bacterial type III protein yếu tố phiên mã. Từ kết quả này có thể thiết kế secretion systems. Trends in microbiology, 12(3): 113‐115. các thí nghiệm trong labo để kiểm chứng lại kết 19. Sun GW, et al. (2010), “Identification of a regulatory cascade controlling Type III Secretion System 3 gene expression in quả sinh tin học và cung cấp thông tin cũng Burkholderia pseudomallei”. Molecular microbiology, 76(3): p. như kiến thức sâu hơn về sinh bệnh học của vi 677‐689. 20. Totten PA, Lara JC, and Lory S (1990), “The rpoN gene khuẩn B. pseudomallei cho các bác sĩ lâm sàng. product of Pseudomonas aeruginosa is required for TÀI LIỆU THAM KHẢO expression of diverse genes, including the flagellin gene”. Journal of bacteriology, 172(1): p. 389‐396 1. Barrios H, Valderrama B, and Morett E (1999), “Compilation 21. Ulrich RL and DeShazer D (2004), “Type III secretion: a and analysis of σ54‐dependent promoter sequences”. virulence factor delivery system essential for the Nucleic acids research, 27(22): p4305‐4313. pathogenicity of Burkholderia mallei”. Infection and 2. Bleves S, et al. (2010), “Protein secretion systems in immunity, 72(2): p. 1150‐1154. Pseudomonas aeruginosa: a wealth of pathogenic 22. Warawa, J and Woods DE (2005), “Type III secretion system weapons”. International Journal of Medical Microbiology, 2010. cluster 3 is required for maximal virulence of Burkholderia 300(8): p534‐543. pseudomallei in a hamster infection model”. FEMS 3. Blocker A, et al. (2001), “Structure and composition of the microbiology letters, 242(1): p. 101‐108. Shigella flexneri ‘needle complex’, a part of its type III secreton”. Molecular microbiology, 39(3): p. 652‐663. 4. Cheng AC. and Currie BJ (2005), “Melioidosis: Ngày nhận bài báo: 24/10/2017 epidemiology, pathophysiology, and management”. Clinical Ngày phản biện nhận xét bài báo: 21/11/2017 microbiology reviews, 18 (2): p. 383‐416. Ngày bài báo được đăng: 10/03/2018 5. Cooper GM and Ganem D (1997) ”The Cell: A Molecular Approach”. Nature Medicine, 3(9): p. 1042‐1042. 214