Нетифозные сальмонеллы являются широко распространенными пищевыми патогенами. Высокопроизводительное секвенирование геномов сальмонелл расширяет знания об эволюции сероваров и эпидемических изолятов сальмонелл. Вместе, последовательности генома и продолжающееся развитие новых инструментов для функциональной геномики приведут к революции в понимании сальмонеллы во многих различных нишах, которые имеют решающее значение для безопасности пищевых продуктов.
Сальмонеллы ответственны за приблизительно 1,4 миллиона случаев желудочно-кишечных заболеваний. Инфекция обычно возникает после приема внутрь загрязненной пищи или воды и приводит к образованию энтероколита. Заболевание характеризуется диареей, спазмами в животе, тошнотой, лихорадкой, рвотой и головной болью длительностью от 7 до 10 дней. Однако, младенцы, пожилые люди и люди с ослабленным иммунитетом подвергаются риску серьезных системных осложнений и смерти в результате подобной инфекции.
Загрязненные пищевые продукты, включая говядину, свинину, птицу и яичные продукты, часто являются переносчиками, ответственными за передачу этих организмов человеку. Домашний скот может содержать субклинические сальмонеллы (то есть не проявлять каких-либо симптомов болезни), тем самым заражая все поголовье или стадо.
Серовары сальмонелл, опасные для человека
Серология на основе поверхностных антигенов является стандартным методом классификации сальмонелл, которая позволяет определять тип серовара, спектр его переносчиков и специфическую симптоматику болезни. Во всем мире наиболее распространенными нетифозными сероварами, выделенными из человеческих тканей и органов, являются серовары Typhimurium и Enteritidis, которые очень распространены по всему миру. Эти серовары могут содержаться субклинически в домашнем скоте, в течение длительных периодов времени, и поэтому от них очень трудно избавиться полностью.
Бактериальные факторы, необходимые для того, чтобы сальмонеллы сохранялись субклинически в желудочно-кишечном тракте домашнего скота и выживали и росли в других резервуарах, таких как сельскохозяйственные культуры и обработанные пищевые продукты, только начинают выясняться. Эти знания позволят разрабатывать новые стратегии по обнаружению и идентификации сальмонелл, особенно для повышения безопасности пищевых продуктов.
Полное секвенирование генома сальмонелл
В настоящее время определены полные геномные последовательности одного или нескольких представителей из шести сероваров, с помощью технологий полно-геномного секвенирования (например, американская технология, выявления гемона сальмонелл – Illumina Solexa).Использование подобных инструментов открывает новое окно в генетическом разнообразии между сероварами сальмонелл. Это также дает большую возможность изучения сальмонелл в их средах обитания (то есть определение генов, экспрессируемых в определенных условиях, и прямой генетический анализ серовариантов сальмонелл).
Экспрессия генов
Определение генов, которые экспрессируются в определенном состоянии или окружающей среде, было использовано в качестве первого шага для определения различных химических реакций, необходимых для выживания и роста бактерий. Технология микрочипов была использована для определения экспрессии генов в конкретных средах, но до сих пор этот метод не был непосредственно использован для определения генов сальмонелл, экспрессируемых в продуктах питания или на человеке или животным. Такой анализ имеет существенные недостатки, в частности, трудность получения сальмонелл из природных резервуаров (домашний скот, туши животных, живые моллюски и продукты их производства).
Таким образом, полное секвенирование генома сальмонелл позволяет нам лучше понять их генетическое разнообразие, разработать новые инструменты и усовершенствовать существующие генетические методы для понимания сложных биологических реакций этих важных пищевых патогенов. Примерно половина генов сальмонелл до сих пор не имеют известного фенотипа в окружающей среде. Границы для дальнейшего изучения сальмонелл с целью повышения безопасности пищевых продуктов с использованием современных генетических инструментов, вероятно, будут включать определение генов, необходимых для среды, в которой сможет выжить сальмонелла, вне природных резервуаров.
А также понимание и расшифровка того, как сальмонелла завершает свой этап жизненного цикла от хозяина к хозяину в сельском хозяйстве, может выявить ранее неизвестные преимущества для ученых, которые позволят им разорвать цепь жизненных циклов, происходящих в природе и задействующих природные резервуары (в частности, домашний скот и человека).