Секвенирование генома Moxarella bovis предлагает новые методы лечения конъюнктивита у крупного рогатого скота

Как различные виды Moraxella bovis вызывают инфекцию у крупного рогатого скота?

Ученые обнаружили, что существует два разных варианта или генотипа Moraxella bovis (M. bovis), бактерии, которая, как известно, вызывает конъюнктивит у крупного рогатого скота. Это открытие помогает ученым понять, как различные виды M. bovis вызывают инфекцию у домашнего скота, и может помочь разработать профилактические меры для защиты крупного рогатого скота в США от этого заболевания.

Конъюнктивит крупного рогатого скота, или инфекционный кератоконъюнктивит крупного рогатого скота, является очень заразной глазной инфекцией, которая вызывает покраснение, зуд, боль и дискомфорт в глазах пораженных животных. Тяжелые случаи могут привести к слепоте и ухудшить прибавку веса у телят, что вызывает беспокойство о благополучии животных и оказывает негативное экономическое воздействие на мясную промышленность.

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

"Мы обнаружили значительные различия в факторах вирулентности между двумя генотипами", - сказала Эмили Винн, микробиолог-исследователь ARS. "Например, у M. bovis есть токсин, называемый токсином гемолизина, который он использует для проникновения в глаз. 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 заболевание ".

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. По словам Винна, 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, чтобы разработать меры против болезни, называемые белками пилина. Пилины способствуют прикреплению M. bovis к глазу. Однако использование pilins для разработки вмешательств может быть сложным.

"Ген пилина M. bovis может подвергаться инверсии", - сказал Майк Клаусон, молекулярный биолог ARS research из американского центра исследований мясных животных в Клей-Центре, штат Нью-Йорк. "Здесь части гена переворачиваются и перестраиваются в бактериальной хромосоме. В результате создается новообразованный ген пилина, который кодирует новую версию самого белка, что помогает M. bovis избежать распознавания иммунной системой. Инверсии гена Pilin считаются относительно редким процессом. Тем не менее, мы увидели доказательства того, что несколько штаммов M. bovis подвергались инверсии во время нашего исследования. Это затрудняет использование гена pilin 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 канадской провинции, которые были собраны Дастином Лоем, профессором UNL и ветеринарным диагностическим микробиологом.

"Первый готовый геном M. bovis был получен в результате этого сотрудничества на экспериментальном штамме 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".

Компания Loy посвятила годы исследований пониманию этого инфекционного заболевания, собирая образцы непосредственно у ветеринаров, работающих с крупным рогатым скотом, для тестирования и выявления различий между штаммами.

Это заболевание часто упускают из виду. Тем не менее, это наиболее часто регистрируемое заболевание у коров мясного разведения и второе место у телят. В нашей работе признается экономический эффект, который это оказывает на производителей говядины ", - добавил Лой.

Команда отмечает совместные исследования конъюнктивита, которые насчитывают около 58 лет, 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 опубликовал совместное исследование с ARS, оценивающее иммунологические реакции и эффективность вакцин для защиты крупного рогатого скота от болезней, связанных с этими бактериями.

Служба сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США