Das hochvariable Methylom des Magenkrebsbakteriums Helicobacter pylori
Ein Team von Wissenschaftlern des Max von Pettenkofer-Instituts um Prof. Dr. Sebastian Suerbaum und Dr. Florent Ailloud hat in einer neuen Publikation in der renommierten Zeitschrift Communications Biology die Evolution und Diversität des Methyloms von Helicobacter pylori untersucht. H. pylori ist von allen pathogenen Bakterien das mit der größten Zahl von DNA-methylierenden Enzymen (Methyltransferasen). Diese MTasen methylieren das Genom des krebserregenden Bakteriums an vielen Tausend Positionen. Jeder H. pylori-Stamm besitzt eine einzigartige Kombination von MTasen, die es dem Bakterium erlauben, sein Methylom individuell zu variieren. Die Wissenschaftler haben die Verteilung von 96 Methyltransferasegenen in einer Datenbank von 541 H. pylori-Genomsequenzen analysiert. Die Genomsequenzen umfassen die gesamte bisher bekannte globale Diversität von H. pylori. Darüber hinaus analysierten die Wissenschaftler parallel die Verteilung der Erkennungssequenzen der Methyltransferasen. Nur zwei Methyltransferasen kommen in allen H. pylori-Stämmen vor, so dass man sie zum Kern-Genom zuordnen kann. Alle anderen MTasen sind variabel, wobei die Frequenz zwischen sehr häufig (>75% der Genome) und sehr selten (<5%) variiert. Die Häufigkeit mancher Methyltransferasen zeigte auffällige Unterschiede zwischen H. pylori-Populationen aus unterschiedlichen geographischen Regionen, was ein Hinweis auf umweltabhängige Selektionsfaktoren sein könnte. MTasen methylieren die bakterielle DNA an spezifischen kurzen Sequenzen (z.B. GCGC, ATTAAT). Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass die Evolution dieser Erkennungssequenzen in vielen Fällen mit der Evolution der Methyltransferasen korreliert war und die Gegenwart der MTasen sowohl zur Expansion als auch zur Kontraktion der Motive führen kann. Weitere Untersuchungen sollen zeigen, wie die Diversität der Methyltransferase und ihrer Erkennungssequenzen sich auf die Pathogenität von H. pylori auswirkt.
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