Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

Analys av biologiska ämnen - slutrapport för perioden 2012-2014

Analys av biologiska ämnen - slutrapport för perioden 2012-2014 Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen
Författare: Mats Forsman, Petter Lindgren, Jon Ahlinder, Andreas Sjödin, Edvin Karlsson, Elin Nilsson, Anna Macellaro, Samuel Öhman, Eva Larsson
Ort: Umeå
Sidor: 18
Utgivningsår: 2014
Publiceringsdatum: 2014-12-30
Rapportnummer: (FOI-R--3976--SE)
Nyckelord Identifiering, mikroorganismer, forensisk bevisvärde, Francisella tularensis, genomsekvenser, amplikon-sekvensering, dricksvatten, referenskollektioner
Keywords Metagenomics, reference strains collection, genome sequences, environmental samples, evidence value, bioforensics, microbial source tracking, tularemia, genotypes, phylogeography
Sammanfattning Projektet syftar till ökad kunskap hos FOI för att förbättra det civila samhällets samlade laboratorieförmåga att identifiera och spåra smittsamma mikroorganismer och för att stödja FM på ett användbart sätt i deras framtida utveckling inom B-analysområdet för B-agens som kan betraktas som antagonistiska hot. Arbetet i projektet har under treårsperioden varit organiserad i fem arbetspaket: i) Samverkan inom European Biodefence Laboratory Network (EBLN), (ii) Utveckling av metagenomik för identifiering av B-agens i miljöprover, (iii) Utveckling av statistiskt ramverk för beräkning av bevisvärde i en mikrobiell forensisk utredning, (iv) Genotypning, geografisk spridning och genetisk diversitet av harpest i miljön och (v) Uppdatering och komplettering av befintliga stamkollektioner med nya isolat samt vidmakthålla viabiliteten på de stammar som ingår i FOI:s BSL-3 stamkollektioner Resultaten av samarbetet inom EBLN har sammantaget givit tillgång till referenskollektioner för många olika hotagens och motsvarande genomsekvenser, samt harmonisering av metoder för bioinformatisk analys av genomdata i syfte att kunna utväxla rådata mellan olika laboratorier. Referensbibliotek med genomdata samt referenskollektioner av hotagens är ovärderliga verktyg för utveckling av moderna metoder för B-analys. Två olika varianter av metagenomik, shotgunsekvensering och amplikon-sekvensering utvärderats inom arbetspaket (ii). Resultaten visar att shotgun sekvensering ger en bild av vilka gener som finns i provet. Vidare utveckling krävs för att definitivt säkerställa vilka bakterier som finns i provet. Amplikon-sekvensering har främst applicerats för spårning av fekal förorening i vatten. Sammantaget visar resultaten att detta är en användbar metod för att kunna identifiera när fekal kontaminering har skett och vilken källa som bidrar till föreningen i vatten. Formerna för ett ramverk för beräkning av bevisvärde vid händelse av en biologisk attack har utvecklats inom arbetspaket (iii). Vi har visat med våra exempel att det går att räkna bevisvärden för händelser där stammarna som sätts mot varandra är extremt lika, till och med för stammar som är identiska på konsensusnivå. Den metodik som utarbetas är generell och kan användas för att värdera styrkan för alla typer mikrobiell spårning av smittkälla och ursprung och är inte begränsad till forensiska sammanhang. Inom arbetspaket (iv) har vi visat att kunskap om den lokala naturliga genotypdistributionen och genotypfrekvensen för olika smittämnen är avgörande för att kunna detektera eventuella avvikande mönster som kan tyda på avsiktlig spridning. Vi har också visat att det finns en betydande miljöbakgrund av närbesläktade harpestbakterier i miljön som inte är farliga för människor men som kors- reagerar med nuvarande genetiska och immunologiska metoder. Vidare har vi identifierat en skarp gräns i nord-sydlig riktning genom Tyskland som separerar två kloner av harpest. Genom att kartlägga d
Abstract The project aims to build competence at FOI to improve civil preparedness in laboratory capability to identify and track infectious microorganisms and to support the Armed Forces in a useful way in their future development within the B-analysis area for B-agents that are considered as potential antagonistic threats. The activities within the project during the past three years have been organized into five work packages: i) Collaboration in the European Biodefence Laboratory Network (EBLN), (ii) Development of metagenomics for identification of B-agents in environmental samples, (iii) Development of statistical frameworks for the calculation of evidence value in a microbial forensic investigation, (iv) Genotyping, geographic distribution and genetic diversity of tularemia in the environment, and (v) Updating and supplementing the existing microbial reference collections with new isolates and maintenance of the viability of the strains included in the FOI BSL-3 strain collections. The output of the cooperation in EBLN has resulted in access to reference strain collections for many different potential threat agents and the corresponding genome sequences, as well as the harmonization of methods for bioinformatic analysis of genomic data in order to be able to exchange raw data between laboratories. Reference databases of genomic data and reference strains collections of threat agents are invaluable tools for the development of modern methods for Banalysis. Two different variants of metagenomics, shotgun-sequencing and amplicon-sequencing have evaluated in work package (ii). The results show that shot-gun sequencing can be used to identify specific genes in a complex sample. However, further development is needed to definitively ascertain which bacteria are present in the sample. Amplicon-sequencing has been evaluated for the detection of fecal contamination in water. Overall, the results show that this is a useful method for detection of fecal contamination and for microbial source tracking. Frameworks for the calculation of evidentiary value in the event of a biological attack have been developed in work package (iii). We have shown in our examples that it is possible to calculate evidence values even for scenarios where near-identical strains have been used. The methodology developed is generic and can be used to evaluate the strength of different hypotheses in all types of microbial source tracking scenarios, not only in forensic contexts. Within the work package (iv) we have shown that knowledge of the local natural genotype distribution and genotype frequencies for infectious agents is crucial to be able to detect anomalies that may indicate deliberate release. We have also shown that there is a significant environmental background of closely related tularemia bacteria in the environment that is not harmful to humans but which cross-reacts with current genetic and immunological methods. Furthermore, we have identi

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182