“食脑虫”来了！不能喝水？！

    近来，“食脑虫”在美国德州引发了紧急状况，居民被警告不要使用自来水，否则，“脑子”可能会被吃掉！据说，这种虫子在我国也有，一小波在不流动的湖水或被污染的水里虎视眈眈，大家可要小心啊！

    为深入了解此病的致病机理。早期，国外有学者利用一种由全基因组测序与蛋白质组学分析相结合的方法，鉴定了“食脑虫”的潜在致病因素。

    研究人员对“食脑虫”的基因组和转录组进行了测序，首次描述了“食脑虫”的30 Mb基因组和转录组序列。鉴定了22种在PAM的发病机理中充当致病因子的蛋白质。膜被确定为可能发生致病过程的关键位置，这些过程很可能涉及肌动蛋白依赖性囊泡运输机制。        

    1. 基因组DNA测序

     为避免相对于基因组DNA的核糖体和线粒体DNA含量出现偏差，研究人员对全基因组测序提取的DNA进行PCR分析，特别针对基因组中的18S rDNA，线粒体DNA和谷胱甘肽S转移酶III同源物（EMBL：U43126）。通过流式细胞术对基因组大小的计算表明，N.fowleri基因组约为66 Mb。根据从头组装的基因组29,619,856-bp的大小，N.fowleri的基因组被认为是二倍体。

    2. 转录组组装和注释

 研究人员对RNA进行了测序，产生了约2.29亿个100 bp的配对末端读数。使用Trinity和cd-hit程序进行冗余过滤，预测了17252个开放阅读框（ORF）（图1）。然后将这些ORF用作数据库来鉴定2D凝胶斑点和1D凝胶中的蛋白质切片。仅0.2％的预测ORF无法与基因组草图对齐。对RefSeq-蛋白质数据库进行的独立BLASTp搜索导致17,252个ORF中有16,021个命中。使用注释管道Blast2GO（图1），可以将这16021个重大爆炸事件中的7820个基因本体（GO）术语分配给它。

图1 

    3. 基因组相似性

     BLASTn搜索表明N.fowleri和N. gruberi,的编码序列之间的相似性很低，因为在17,252个预测的ORF中只有32.1％与N. gruberi基因组对齐（> 99.0％的ORF与从头匹配 -组装的N.fowleri基因组）（图2）。

图2

     4. 识别潜在的致病因素

    通过二维凝胶电泳分离了弱致病性滋养体的蛋白质组。经过分析研究人员获得了高致病性和弱致病性N. fowleri蛋白质组的概述（图3）

图3

     接着通过与纳米LC MS / MS结合进行一维凝胶电泳，在950份质谱分析中最初鉴定的显示一个或多个肽段匹配的ORF中，两个比较组中只有22种蛋白被上调，因此被认为是潜在的致病因素。根据蛋白质对细胞位置的GO分配，膜被认为是发生致病活性的主要病灶之一（图4）。

图4

研究意义：

    首次展示了N. fowleri的30 Mb基因组序列，包括RNA测序数据。鉴定了变形虫中22种潜在的致病因素。为进一步定义针对罕见但致命的阿米巴脑膜脑炎的有效干预策略提供了基础。

参考文献：Denise C Zysset-Burri, Norbert Müller, et.al, Genome-wide identification of pathogenicity factors of the free-living amoeba Naegleria fowleri, doi: 10.1186/1471-2164-15-496