協(xié)調(diào)在癌癥研究中更常用的全譜分析，休斯頓衛(wèi)理公會(huì)的科學(xué)家們從基因組和轉(zhuǎn)錄中檢查了釀酒鏈球菌的肉食菌株。一旦科學(xué)家積累了異常龐大的數(shù)據(jù)集，他們就會(huì)用人工智能工具對(duì)其進(jìn)行篩選，并發(fā)現(xiàn)了一種新的毒力機(jī)制。除了解釋普通鏈球菌感染如何變成破壞性的肉食性疾病之外，該機(jī)制還可以指導(dǎo)開發(fā)疫苗和療法的努力。

“通過了解基因組，轉(zhuǎn)錄組和毒力之間的關(guān)系和相互作用，我們有更大的機(jī)會(huì)成功地為受感染的患者創(chuàng)建新的疫苗和療法，并找到其他方法來預(yù)防或至少減少多少他們對(duì)人類造成的傷害，“休斯頓衛(wèi)理公會(huì)病理學(xué)和基因組醫(yī)學(xué)系主任James M. Musser博士說。

一次接受這三種關(guān)系，使Musser的團(tuán)隊(duì)更加了解化膿性鏈球菌如何蜱以及它如何成為病原體并導(dǎo)致疾病。該團(tuán)隊(duì)工作的詳細(xì)信息發(fā)表在2月18日的Nature Genetics期刊上，題為“ 人口基因組學(xué)，轉(zhuǎn)錄組學(xué)和毒力的綜合分析提供了對(duì)化膿性鏈球菌發(fā)病機(jī)制的新見解 ”。

“我們對(duì)2,101個(gè)emm 28個(gè)釀膿鏈球菌侵襲菌株的基因組進(jìn)行了測(cè)序，從中我們選擇了492個(gè)系統(tǒng)發(fā)育不同的菌株用于轉(zhuǎn)錄組分析，50個(gè)菌株用于毒力評(píng)估，”該文章的作者寫道。“全基因組關(guān)聯(lián)研究，表達(dá)數(shù)量性狀基因座分析，機(jī)器學(xué)習(xí)和同基因突變菌株鑒定并證實(shí)了基因間區(qū)域的單核苷酸插入缺失，顯著改變了全球轉(zhuǎn)錄物譜和最終的毒力。”

A組鏈球菌是一種在全球每年造成超過7億人感染病例的生物。雖然這些病例大部分都是鏈球菌性喉嚨，大多數(shù)人都患有這種病，但它也是嚴(yán)重侵襲性疾病的常見原因。

其中一種疾病是兒童發(fā)燒，它會(huì)在分娩后襲擊媽媽及其新生兒。沒有多少人熟悉這個(gè)丑陋的，表現(xiàn)為鏈球菌的表兄弟，但它可能會(huì)以一種非常惡劣的方式變得嚴(yán)重，使受害者無肢或更糟。

特別是許多侵襲性鏈球菌病例和兒童發(fā)燒高發(fā)病率是由A組鏈球菌的M28株引起的。該菌株也是導(dǎo)致人類嚴(yán)重侵襲性疾病的前五種最常見的A組鏈球菌菌株之一。因此，該菌株被選為休斯頓衛(wèi)理公會(huì)研究的焦點(diǎn)。

“從數(shù)字上看，M28s是人類感染的重要原因，所以我們希望對(duì)它有新的認(rèn)識(shí)，因?yàn)槿绻汩_始了解分子發(fā)病過程，那么你就有能力開始開發(fā)新的治療和診斷，”馬瑟。“我們現(xiàn)在能夠使用這些非常龐大的數(shù)據(jù)集進(jìn)行更廣泛的分析，并且使用不同的眼睛來分析它們。

“歷史告訴我們，我們?cè)搅私獍┘?xì)胞如何發(fā)揮作用，我們就能越好地產(chǎn)生抑制它們引起人類疾病的新方法。直到20年前，我們還沒有理解導(dǎo)致癌癥的大多數(shù)遺傳變化。由于對(duì)癌癥基因的廣泛研究和分析，我們現(xiàn)在更加詳細(xì)地了解這些，“Musser解釋說。“在癌癥中，你可以理解，不僅要分析一個(gè)方面，例如癌細(xì)胞的基因組，還要分析癌細(xì)胞制造的蛋白質(zhì)，然后確切地說癌癥是如何入侵的，這一點(diǎn)非常重要。身體的其他部位。“

Musser及其同事在分析A組鏈球菌的毒力時(shí)采用了類似的方法。也就是說，他們應(yīng)用了一種綜合策略，這種策略可能普遍適用于任何微生物，并最終導(dǎo)致許多人類病原體的新療法

“我們能夠清楚地顯示關(guān)于A組鏈球菌的M28菌株如何引起感染的新途徑，并且它為我們提供了理解該生物體如何引起母體敗血癥的路線圖，”Musser指出。“這些廣泛的知識(shí)讓我們深入了解了人們?nèi)绾伍_始攻擊重要的下游研究，例如開發(fā)一種疫苗或新的治療方法來對(duì)抗這種有機(jī)體并在將來可能根除它。”

Musser及其同事生成的數(shù)據(jù)將被編目供其他人在基因組學(xué)數(shù)據(jù)庫中使用，這些數(shù)據(jù)庫可在全球范圍內(nèi)獲得。Musser希望通過向其他調(diào)查人員免費(fèi)提供他的團(tuán)隊(duì)數(shù)據(jù)，其他人可能會(huì)用新的眼光看待它并看到他的團(tuán)隊(duì)沒有注意到的事情。