บทคัดย่อ
เชื้อ P. insidiosum เป็นเชื้อในกลุ่ม oomycetes ที่สามารถก่อโรค pythiosis ในคนและสัตว์ มีรายงานการพบโรคนี้มากขึ้นทั่วโลก ประเทศไทยเป็นประเทศหนึ่งที่มีโรค pythiosis ชุก การวินิจฉัยทำได้ยาก การรักษายังเป็นปัญหาเนื่องจากไม่มียาชนิดใดใช้ได้ผล ผู้ป่วยส่วนใหญ่ได้รับการผ่าตัดนำอวัยวะที่ติดเชื้อออก มีจำนวนไม่น้อยที่เสียชีวิตจากการติดเชื้อ ทั้งนี้การเข้าใจชีววิทยา ความหลากหลาย วิวัฒนาการ และพยาธิกำเนิดของเชื้อ P. insidiosum จะนำไปสู่การค้นพบวิธีการที่ใช้ตรวจหาและควบคุมการติดเชื้อชนิดนี้ได้ จีโนมเป็นที่รวบรวมข้อมูลยีนและโปรตีนที่ใช้สร้างเป็นสิ่งมีชีวิต และทำให้สิ่งมีชีวิตหนึ่งต่างจากชนิดอื่น การหาลำดับเบสจีโนมของเชื้อโรคและการเปรียบเทียบข้อมูลจีโนมดังกล่าวกับสายพันธุ์อื่นหรือเชื้ออื่นที่ใกล้เคียงกันเป็นกลยุทธ์ที่ใช้ค้นหาความแตกต่างทางพันธุกรรมที่นำไปสู่ลักษณะทางชีวภาพที่แตกต่างกันไป เช่น ความสามารถในการก่อโรคและการดื้อยา การศึกษานี้ คณะผู้วิจัยต้องการใช้เทคโนโลยีแบบ MGIseq2000 หาลำดับเบสจีโนมของเชื้อ P. insidiosum จำนวน 27 สายพันธุ์ เมื่อรวมกับข้อมูล genome ที่มีอยู่เดิม จึงได้เป็น genome database ของเชื้อ P. insidiosum จำนวน 75 สายพันธุ์ที่แยกได้จากคน สัตว์ และสิ่งแวดล้อม ถือเป็นฐานข้อมูลของเชื้อชนิดนี้ที่ใหญ่และสมบูรณ์ที่สุดในโลก ที่สามารถใช้ศึกษาความหลากหลายทางชีวภาพของเชื้อ P. insidiosum ได้อย่างดี การศึกษานี้ได้ใช้ online software คือ Gene Table มาเก็บข้อมูล gene contents ของทุก genomes ให้อยู่ในรูปแบบที่ง่ายต่อการค้นหา วิเคราะห์ และแสดงผล นอกจากนี้ Gene Table ยังสามารถใช้ศึกษา phylogenomic และวิวัฒนาการของเชื้อชนิดนี้ได้ และใช้วิเคราะห์ core gene, species-specific genes, และ hypothetical protein-encoding genes ของเชื้อ P. insidiosum ซึ่งกลุ่มหลังถือเป็นยีนที่น่าสนใจศึกษาหาความเชื่อมโยงกับการเกิดโรค รวมถึงน่าจะเป็น potential target ของการพัฒนาชุดตรวจวินิจฉัยหรือวัคซีนได้ในอนาคต โดยสรุป โครงการวิจัยนี้สร้าง genome sequences จากเชื้อ P. insidiosum 27 สายพันธุ์ เมื่อรวมกับข้อมูล genomes ที่มี เกิดเป็น genome database ของเชื้อ P. insidiosum ที่ใหญ่และสมบูรณ์ที่สุด โดยข้อมูล genomes ถูกเก็บโดยใช้ Gene Table software เพื่อช่วยวิเคราะห์เปรียบเทียบ gene contents ของเชื้อ P. insidiosum และ related species จำนวนรวมกัน 101 genomes ซึ่งช่วยให้สามารถเรียนรู้และเข้าใจชีววิทยา พยาธิกำเนิด และวิวัฒนาการของเชื้อมากขึ้นได้ นอกจากนี้ ผู้วิจัยค้นพบ share core hypothetical protein-encoding genes จำนวนไม่น้อย ซึ่งสามารถศึกษาเพิ่มเติมและอาจนำไปสู่การพัฒนาการวินิจฉัยและรักษาได้ โครงการนี้ช่วยให้เกิดผู้เชี่ยวชาญและเกิดกลุ่มของนักวิจัยจากหลายสถาบันในประเทศไทยเพื่อวิจัยเชื้อ P. insidiosum และผลการวิจัยจะสามารถสรุปส่งตีพิมพ์ในวารสารวิชาการนานาชาติได้อย่างน้อย 1 เรื่อง
บทคัดย่อ
Pythium insidiosum is a pathogenic oomycete that infects humans and animals, causing
a fatal infectious disease, pythiosis. The number of reported pythiosis cases is increasing
worldwide, particularly in Thailand, where it is endemic. However, diagnosing and treating
pythiosis is challenging due to the lack of effective antifungal drugs or vaccines. Surgery to
remove the infected organ is often necessary, but many patients do not survive the infection.
To gain a deeper understanding of P. insidiosum and potentially discover new ways to detect
and control the pathogen, it is crucial to study its basic biology, diversity, evolution, and
pathogenesis. The genome of an organism contains vital information that distinguishes it from
others. Thus, a logical approach is to sequence and compare the genomes of P. insidiosum
and related species to identify genetic differences that contribute to their phenotypic diversity,
including traits like virulence and drug resistance.
In this study, we used the MGIseq2000 next-generation sequencing platform to
sequence the genomes of 27 P. insidiosum strains isolated from humans, animals, and the
environment. Additionally, we included the existing sequenced genomes to provide the most
comprehensive dataset of 75 genomes of this pathogen. We developed our in-house
bioinformatic software, "Gene Table," to facilitate comparative genomic analyses. This allowed
us to identify the core and species-specific genes of P. insidiosum. By conducting a
phylogenomic analysis of the core genes, we gained insights into its evolution. We also
identified hypothetical protein-encoding genes that could be potential targets for future
biology studies and clinical applications.
In summary, this project sequenced 27 P. insidiosum genomes and combined them
with available genome data, resulting in the most comprehensive genome database of this
pathogen. We developed an online comparative genomic analysis tool called "Pythium Gene
Table" to facilitate genomic comparison of these 101 oomycetes. Analyzing the genome
contents of various P. insidiosum strains and related species enhanced our understanding of
their biology, pathogenicity, and evolution. Many hypothetical protein-encoding genes have
been identified, some of which could serve as new diagnostic and therapeutic markers.
Additionally, this research project has fostered a research network among scientists from
various Thai institutions and is expected to lead to at least one international publication in
the near future.
