खोखले बनाने वाले बैक्टीरिया Streptococcus mutans का विकासात्मक और जनसंख्या जीनोमिक्स

Streptococcus mutans को मानव दंत क्षय के प्रमुख कारणों में से एक के रूप में व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त है। इस महत्वपूर्ण रोग में इसकी भूमिका के बावजूद, प्रजातियों के बीच जीन सामग्री की विविधता और इसके अनुकूलन से संबंध के बारे में हमारी वर्तमान जानकारी न्यूनतम है। इसकी जनसंख्या इतिहास के अनुमान उपलब्ध नहीं हैं। इस अध्ययन में, हमने 57 S. mutans आइसोलेट्स के जीनोम अनुक्रम उत्पन्न किए, साथ ही S. mutans से निकटता से संबंधित प्रजातियों के प्रतिनिधि स्ट्रेन (S. ratti, S. macaccae, और S. criceti) के अनुक्रम भी बनाए, ताकि जीनोम के आवश्यक और अभिन्न घटकों की समग्र संरचना और संभावित अनुकूलन विशेषताओं की पहचान की जा सके। हमने इस प्रजाति के कोर जीनोम पर जनसंख्या आनुवंशिकी विश्लेषण भी किया, जिसका लक्ष्य जनसंख्या इतिहास को समझना और इसके आनुवंशिक विविधता को आकार देने वाले चयन के प्रभाव को जानना था। स्ट्रेन के बीच अधिकतम जीन सामग्री भिन्नता लगभग 23% थी, जिसमें से अधिकांश स्ट्रेन 5-15% भिन्नता दिखा रहे थे। कोर जीनोम में 1,490 जीन शामिल थे और पैन-जीनोम लगभग 3,296। समानार्थी साइट आवृत्ति स्पेक्ट्रम (SFS) का अधिकतम संभाव्यता विश्लेषण यह सुझाव देता है कि S. mutans जनसंख्या ने लगभग 10,000 साल पहले तेजी से विस्तार करना शुरू किया (95% विश्वास अंतराल CI: 3,268-14,344 वर्ष पहले), जो मानव कृषि की शुरुआत के साथ सह-coincident था। प्रतिस्थापन SFS का विश्लेषण इंगित करता है कि इनमें से अधिकांश प्रतिस्थापन मजबूत नकारात्मक चयन के अधीन हैं, और शेष तटस्थ रूप से विकसित हुए। 14 जीनों का एक समूह सकारात्मक चयन के अधीन पाया गया, जिनमें से अधिकांश या तो शर्करा मेटाबोलिज्म या अम्ल सहिष्णुता में शामिल थे। कोर जीनोम के विश्लेषण ने यह सुझाव दिया कि S. mutans के सभी आइसोलेट्स में उपस्थित 73 जीनों में से अधिकांश को उस मेटाबोलिक प्रक्रियाओं से जोड़ा जा सकता है, जो S. mutans के मानव मुँह जैसे नए स्थान के लिए सफल अनुकूलन में योगदान कर सकते थे, और कृषि की उत्पत्ति के साथ आए आहार परिवर्तनों के साथ।