Identyfikacja i analiza funkcjonalna genów ulegających hor

Opiekun naukowy: prof. dr hab. Wojciech Karłowski
Tytuł projektu: Identyfikacja i analiza funkcjonalna genów ulegających horyzontalnemu transferowi w
genomach bakterii chorobotwórczych.
Streszczenie
Horyzontalny transfer genów (HGT, Horizontal Gene Transfer) polega na stabilnym przenoszeniu
materiału genetycznego między różnymi gatunkami. Szacuje się,̨ że około 70-85% genów
bakteryjnych uległo przynajmniej raz wymianie międzygatunkowej. Jednak dopiero niedawno
wykazano, że HGT może stanowić ́ główny mechanizm powstawania nowych, wysoce
chorobotwórczych, opornych na znane antybiotyki 'superbakterii', takich jak: toksyczne pałeczki E.
coli czy gronkowiec złocisty oporny na metycylinę (S. aureus MRSA). Mimo wagi tego odkrycia nie
przeprowadzono do tej pory systematycznych badań obejmujących wielo-genomowe analizy, które
pozwoliłby wiarygodnie ocenić ́ wpływ HGT na ewolucję chorobotwórczości bakterii
Zasadniczym celem proponowanego projektu jest utworzenie i implementacja metody obliczeniowej
umożliwiającej globalną analizę zjawiska HGT u bakterii chorobotwórczych. Taka analiza umożliwi: (i)
badanie właściwości najczęściej wymienianych genów (np.: funkcji, procesu patogenezy, tempa
mutacji, itp.), (ii) rozpoznanie ścieżek transferu materiału genetycznego oraz (iii) identyfikację tych
genów, które mogą ̨ być potencjalnym celem nowych terapii farmakologicznych. Wyznaczenie relacji
ewolucyjnych między genami chorobotwórczych bakterii pozwoli zrekonstruować interaktywną mapę
przebiegu szlaków horyzontalnej wymiany genetycznej. Badanie wzorów transferu określonego genu
nie tylko umożliwi jego powiązanie z przypadkiem konkretnej choroby, ale także pozwoli na ocenę
prawdopodobieństwa jego dalszej propagacji i związanej z tym kolonizacji bakterii. Ponadto,
identyfikacja genów zachowanych wyłącznie w genomach bakterii chorobotwórczych, a nie obecnych
w genomach ich gospodarzy (np. człowieka) i bakteriach wolnożyjących, umożliwi identyfikację
potencjalnych celów terapii farmakologicznej.
Końcowym efektem projektu będzie utworzenie publicznie dostępnego serwisu internetowego
zawierającego pełen zasób informacji na temat zidentyfikowanych genów HGT u chorobotwórczych
bakterii (np. obecność HGT w różnych gatunkach, częstość udziału określonych genów w procesach
HGT).