بررسی شبکه هم‌بیانی eptA ژن مقاومت در برابر آنتی‌بیوتیک کولیستین (Colistin) در باکتری Escherichia coli

نویسندگان

1 گروه باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 دانش‌آموخته دکتری عمومی دامپزشکی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه تهران، کلینسین دامپزشکی در زابل، زابل، ایران

3 گروه زراعت و اصلاح نباتات، پژوهشکده کشاورزی، پژوهشگاه زابل، زابل، ایران

doi
10.22034/nfvm.2024.424139.1210
چکیده

کولیستین (پلی‌میکسین E) یک آنتی‌بیوتیک پلی‌میکسین (polymyxin) است. پلی‌میکسین به‌طور فزاینده‌ای به‌عنوان آخرین راه‌حل آنتی‌بیوتیک برای درمان باکتری‌های گرم‌منفی مقاوم به دارو استفاده می‌شود. کولیستین غشای خارجی باکتری را نفوذپذیر می‌کند و یکپارچگی غشای داخلی را مختل می‌کند و در نهایت باعث مرگ سلولی می‌شود. لیپید A لیپوپلی‌ساکارید یک جزء اصلی از لایه بیرونی غشای خارجی اکثر باکتری‌های گرم‌منفی می‌باشد که برخی از باکتری‌ها با ایجاد تغییرات در ساختار آن سبب القای مقاومت به کولیستین می‌شوند. لیپید A فسفواتانولامین ترانسفراز (EptA) آنزیمی است که مسئول اصلاح لیپید A در باکتری E. Coli می‌باشد. به‌منظور بررسی فرایند ژن‌های درگیر در مقاومت به کولیستین شبکه هم‌بیانی متشکل از 29 ژن بازسازی شد. آنالیز ژن آنتولوژی نشان داد مسیرهای سنتز لیپیدهای درگیر در ساختار غشای باکتریایی از قبیل بیوسنتز لیپوساکاریدها، بیوسنتز گلیکولیپیدها و بیوسنتز فسفولیپیدها بالاترین تعداد نماینده را در بین ژن‌های موجود در شبکه دارند. آنالیز توپولوژی شبکه نشان داد ژن pagP با 27 ارتباط مستقیم با سایر ژن‌های موجود در شبکه بالاترین تعداد ارتباط را دارا بود. در ادامه ژن‌های eptB، arnT، basS و phoP هر کدام با 26 ارتباط در ردیف بعدی قرار داشتند. همچنین ژن‌های pagP به‌ترتیب با مقادیر (0.03527178) و (1) بالاترین میزان Betweenness Centrality و Closeness Centrality را نشان داد. همچنین ژن eptB از منظر مولفه‌ی Closeness Centrality و Betweenness Centrality با مقادیر (0.96428571) و (0.03332764) دومین ژن کلیدی در این شبکه می‌باشد. دسته‌بندی ژن‌های موجود در شبکه نشان داد از دوازده گروه متمایز شده، ژن eptB در 8 دسته و ژن pagP تنها در دو دسته مشاهده می‌شود. این نشان می‌دهد که ژن eptB در کنار ژن eptA نقش کلیدی در القای مقاومت کولیستین دارد.