作者:密歇根州立大学莎拉·兹维克 布鲁氏菌(黄色椭圆形)可以通过牛的眼睛感染牛，并从那里传播到淋巴结，在那里进行复制
信用:艾瑞莎·菲比格 许多人从未听说过布鲁氏菌病，但美国的农民和牧场主被迫宰杀该疾病检测呈阳性的动物和被动物传播的流产布鲁氏菌(B
患有慢性疟疾型症状病原体当然有
布鲁氏菌病是全球范围内的农业和人类健康问题
它是在100多年前由牛群引入黄石国家公园的野牛和麋鹿群中的，从那以后就一直在野生动物群中传播，导致周期性的爆发和再感染
没有针对人类的疫苗，对乙肝的实验研究
自然动物宿主中的流产在技术上是困难的，极其昂贵，并且只有少数设施能够进行这些研究
这并没有阻止肖恩·克罗斯、MSU·鲁道夫·休捐赠教授和他的同事、密歇根州立大学微生物学和分子遗传学系的研究副教授艾瑞莎·费比格将复杂的基因组学工具从实验室带到现场，以获得对B
流产感染牛，有助于阻止这种致命疾病的传播
他们的研究结果发表在《国家科学院院刊》上
“乙
流产主要感染牛，导致怀孕的牛流产胎儿，但这种感染通常是在小鼠模型中研究的，而小鼠不是这种细菌的真正宿主，”克罗斯解释说，他已经研究这种细菌超过14年了
“如果你想了解牛疾病背后的感染生物学，那么在野外环境中研究自然宿主是有帮助的
" 在相当于标记牛的微生物学领域，克罗斯和费比格利用被称为转座子的特殊DNA的跳跃能力来标记单个的乙型肝炎病毒株
带有独特条形码的试管
这让他们有能力数出有多少个B
流产的细菌从牛的眼睛，一个常见的感染点，到淋巴结
“作为分子生物学家，我们可以通过分离使其继续移动的酶来利用跳跃的脱氧核糖核酸，”专门研究细菌调节机制的菲比格说
“我们暂时赋予了脱氧核糖核酸跳进乙肝病毒的能力
牛的基因组，但它没有再次跳出
" 科学家们混合了数百万种维生素E
携带转座子的大肠杆菌，带有数百万个乙肝病毒
败育在含有氨基酸和糖的肉汤中，通过一个叫做细菌接合的过程开始大量标记，在这个过程中转座子进入并与B结合
流产基因组
当剩下的E
大肠杆菌细胞被冲走，留下一桶标有各自条形码的乙
流产菌株
用光学显微镜拍摄的流产布鲁氏菌细胞图像(放大630倍)
这些细胞中的每一个都包含一个短的、独特的脱氧核糖核酸序列或“条形码”，这使得能够在混合群体中识别单个菌株
信用:肖恩·克罗斯和艾瑞莎·菲比格 “我们能够制造大约一百万种不同的条形码菌株的丰富的池，”费比格说
“当我们感染牛的时候，我们可以追踪几乎每一个菌株，然后问‘有多少菌株丢失了，哪些菌株有优势，这种优势是遗传原因还是偶然？’" 数以百万计的细菌进去了，但出人意料的是出来的很少
虽然通过测试的菌株的遗传特性是随机的，但感染单个淋巴结的菌株数量非常相似
“我们知道有一些限制，或感染瓶颈，但直到这项研究，我们才明白其严重性，”费比格说
意想不到的结果需要非传统的计算分析，因此MSU统计培训和咨询中心主任玛丽安·许布纳就如何使用数学模型来评估从瓶颈中幸存下来的细菌的种群结构提供了专家指导
用联邦监管的病原体感染大型动物宿主也带来了重大的方法挑战
研究人员依赖于艾奥瓦州艾姆斯的美国农业部农业研究服务局国家动物疾病中心的高技能兽医和高科技设施，该中心是研究中的奶牛被饲养和治疗的地方
这项具有挑战性的实地研究获得了回报，为了解奶牛的粘膜屏障在限制乙肝方面有多好提供了重要的见解
感染期间流产
“最后，我们通过该领域常见的牛感染途径获得了对感染瓶颈的定量理解，”克罗斯恩说
“这些信息对于科学家研究家畜和野生动物中的布鲁氏菌病的流行病学很有用，并且可以帮助我们建立更好的传播模型，以阻止这种疾病的传播
" 原理证明论文也为发现特定的乙打开了新的大门
与毁灭性疾病有关的流产基因
“展望未来，我们将更好地理解如何利用我们的条形码突变体库，在更长的时间点内，在怀孕的宿主体内找到乙型肝炎病毒
克罗松说:“流产基因影响牛的最严重后果，包括流产。”
“这也是美国农业部的一个目标，了解乙肝病毒中的哪些基因
流产对牛宿主的感染至关重要
"
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