パンゲノムマイクロアレイによる比較ゲノムハイブリダイゼーションとトランスクリプトーム分析は、Aggregatibacter ActinoMyceTemcomitansのJP2と非JP2遺伝子型の区別を明らかにします

アグレガティバクターアクチノマイセテンコメートンの非常に毒性のあるJP2遺伝子型は、非JP2遺伝子型では見られない明確な毒性決定因子の星座を持っている可能性があると仮定されました。この研究では、血清型B JP2遺伝子型のゲノム含有量とトランスクリプトーム、およびA. actinomyceTemcomitansの密接に関連する血清型B非JP2遺伝子型を比較しました。A. actinomycetemcomitansのカスタム設計の汎遺伝子マイクロアレイが構築され、11の配列決定された参照株のパネルに対して検証されました。その後、マイクロアレイは、JP2（6株）および非JP2（6株）遺伝子型の血清型B株の比較ゲノムハイブリダイゼーション、およびJP2（3つの株）および非JP2（2つの株）の株のトランスクリプトーム分析に使用されました。2つのJP2特異的と2つの非JP2特異的ゲノム島が特定されました。ある例では、異なる遺伝子型の株の中で同じ軌跡に異なるゲノム島が挿入されることがわかりました。トランスクリプトーム分析により、ロイコトキシンオペロンを含む5つのオペロンが、遺伝子型間で2つ以上の発現比を持つ少なくとも2つの遺伝子を持つことが特定されました。差次的に発現したオペロンの2つは、膜結合硝酸レダクターゼ系（NAPオペロン）のメンバーとグラム陰性細菌種のTOL-PAL系でした。この研究は、JP2および非JP2遺伝子型のA. actinomycetemcomitans株の間の完全なゲノム含有量と遺伝子発現の違いを示す最初のものです。この情報は、A。actinomycetemcomitansの病原性メカニズムを調べるために、仮説駆動型の実験を設計するために不可欠です。

It was postulated that the highly virulent JP2 genotype of Aggregatibacter actinomycetemcomitans may possess a constellation of distinct virulence determinants not found in non-JP2 genotypes. This study compared the genome content and the transcriptome of the serotype b JP2 genotype and the closely related serotype b non-JP2 genotype of A. actinomycetemcomitans. A custom-designed pan-genomic microarray of A. actinomycetemcomitans was constructed and validated against a panel of 11 sequenced reference strains. The microarray was subsequently used for comparative genomic hybridization of serotype b strains of JP2 (six strains) and non-JP2 (six strains) genotypes, and for transcriptome analysis of strains of JP2 (three strains) and non-JP2 (two strains). Two JP2-specific and two non-JP2-specific genomic islands were identified. In one instance, distinct genomic islands were found to be inserted into the same locus among strains of different genotypes. Transcriptome analysis identified five operons, including the leukotoxin operon, to have at least two genes with an expression ratio of 2 or greater between genotypes. Two of the differentially expressed operons were members of the membrane-bound nitrate reductase system (nap operon) and the Tol-Pal system of gram-negative bacterial species. This study is the first to demonstrate the differences in the full genome content and gene expression between A. actinomycetemcomitans strains of JP2 and non-JP2 genotypes. The information is essential for designing hypothesis-driven experiments to examine the pathogenic mechanisms of A. actinomycetemcomitans.