标志”src=

杂志的病原体
PDF
杂志的病原体/2015年/文章

研究文章|开放获取

体积 2015年 |文章的ID 562136年 | https://doi.org/10.1155/2015/562136

Parvathi Jayasree Rajagopalan Nair萨尼塔辛格, ”限制分析23 s Microheterogenic核糖体重复检测和描述的大肠杆菌和他们的克隆、致病性和Phylogroups”,杂志的病原体, 卷。2015年, 文章的ID562136年, 11 页面, 2015年。 https://doi.org/10.1155/2015/562136

限制分析23 s Microheterogenic核糖体重复检测和描述的大肠杆菌和他们的克隆、致病性和Phylogroups

Parvathi Jayasree Rajagopalan Nair1和 (Sunita辛格1

1d . y .帕蒂尔大学生物技术与生物信息学,情节15日部门50,CBD Belapur,纳孟买,印度马哈拉施特拉邦400614年

学术编辑器:佩佩奥林匹亚
收到了 2015年8月01
修改后的 2015年10月31日
接受 2015年11月02
发表 2015年12月22日

文摘

概要文件关联核糖体microheterogenicity具有独特的限制可以被证明是一个有效的和具有成本效益的方法与测序相比,微生物鉴定。为了阅读限制分析23 s核糖体组合是冒险;消化模式论坛我歧视大肠杆菌从其殖民地morphovars,有三世资料协助建立不同的克隆群体。399的基因库中核糖体序列外推从57大肠杆菌基因组,不同程度的优势(我> 3 > 4 > 2)有三世模式观察。这也证实了临床收集的样本中,同桌的,和环境。而k - 12及其后代显示I型模式大肠杆菌- b及其后代表现出IV型,是只存在于这两种模式大肠杆菌。phylogroups和之间的可能关联有三世与克隆组之间可能有的相关资料和不同pathovars成立。一般自然、保护和条形码23 s rRNA基因的差距使它理想的选择和替代16 s rRNA基因,细菌最分子诊断的首选地区。

1。介绍

较低的快速分析检测的需要限制回荡基因型技术在诊断领域获得动力,不仅彻底改变了,而且增强了身份验证过程。在短期内,分子检测的发展概念和策略导致了“黄金标准”的转变从dna dna杂交(DDH)目前核酸扩增技术(NAATs),逐步向平均核苷酸身份(ANI) (1- - - - - -4]。NAATs,聚合酶链反应(PCR)基于放大16 s rRNA地区(5,6]其次是扩增子表单的测序一个简单而有效的理由细菌条码(7]。依据目标这个基因段是理性的普遍性在细菌王国多个核糖体RNA复制/数字,rrn(8,9)提供在PCR反应的敏感性。核糖体附器的另一个显著特征是保护的程度和heterogenicity nonvariable,缓慢发展的区域优先识别和可变区域的系统发育研究的选择(10,11]。在设计普遍的或特定的引物对这些延伸,像引物特异性参数,杂交效率,扩增子不协调产生由于微观不均一性rrn副本必须考虑(12,13]。这些预防措施可以帮助限制分子检测的缺陷,帮助簸根深蒂固的信息的可用性和有效性引物进行识别。这个场景的另一种选择是利用国际米兰——基因内核糖体微观不均一性对发展中基于单核苷酸多态性(SNP)的区别的方法。这个战略背后的逻辑是开发广泛引物对microdiverse区域的目标概要文件包含不同的限制特性延伸到每一个生物体(s)正在研究[14]。

当前的研究是一个努力赋予23 s rRNA基因作为替代事实上的条形码,16 s rRNA基因使用放大了限制消化代替测序,使之成为一个具有成本效益的方法。该方法的范例进行了检测和区分大肠杆菌(候选人)大肠aerogenes,k .肺炎,c . koseri(非实际候选人)。以上选择是完成后考虑以下几点:(i)所有选中的微生物,非实际候选人和候选人,是革兰氏阴性,乳糖积极的微生物γ肠杆菌科的家庭(15];(2)都是尿路感染(UTI)病原体大肠杆菌报告的主要诱发因素(16- - - - - -18];最后(3)表面上都表现出类似殖民地和任何错误的积极和消极的生化特性与候选人应变导致误解。

尽管模型代表细菌王国,大肠杆菌也承认对其无所不在,从好到坏的微生物的能力。致病性大肠杆菌分为积极、入侵,致病性,出血性,产毒素的毒性基因的不同获得和致病性的类型(19]。共生的比较研究和致病性菌株相同的显示一个相当惊人的结果少pathovar特定序列得来的大肠杆菌作为一个属列表(12]。分享40%的核心基因毒性和nonvirulent菌株表明单克隆[20.]。这个总结开放pangenome有遗传水库允许收购演变为致病性的基因(21]。

除了隔离大肠杆菌出现在自然界中,经常使用nonvirulent实验室菌株是k - 12, B, W,骗子,和C在粪便来源除了应变W(土壤隔离)22]。k - 12株快速识别的方法使用在集群o抗原基因突变(23)和实验室测定菌株沿袭使用多路复用引物(24已报告。研究完善的血统大肠杆菌全球实验室菌株表明,大多数菌株来自k - 12或B (25,26]。这些应该是亲代菌株显示99%的基因组遗传同一性与异常元素和鞭毛基因(27]。系统的分类大肠杆菌菌株为,B1, B2, D和E组使用Multiloci酶电泳,MLEE [28),和三29日)给了洞察单克隆的概念大肠杆菌。MLEE的比较分析和随机扩增,限制分析对16 s-23s intertranscribed地区,和ribotyping验证水平基因转移机制不破坏组织克隆人口(30.]。

至今没有研究相关放大核糖体DNA限制分析(ARDRA)的一个核心部分23 s rRNA基因对pangenome phylogroups之间,试图建立一个联系,pathogroups,限制组。

2。材料和方法

2.1。菌株和文化条件

验证筛选的分子鉴定和识别候选生物部分被处决,与标准菌株之一大肠杆菌每个从粪便和其他25隔离,临床和环境。冻干菌株是从微生物采购类型文化集合(MTCC),微生物技术研究所(IMTECH、昌迪加尔、印度),识别和单克隆研究(表1)。
菌株 MTCC 写明ATCC 自然
条码/识别研究
非实际候选人菌株
枸橼酸杆菌属freundii 1658年 8090年 临床
枸橼酸杆菌属koseri 1657年 27028年 血培养
克雷伯氏菌肺炎 432年 33495年 尿培养
肠杆菌属aerogenes 111年 13048年 痰
候选菌株
433年 15228年 同桌的
大肠杆菌 4296年 19138年 尿液
448年 25922年 临床样本
多样性/单克隆研究





大肠杆菌		 1302年 - - - - - - K12的
2622年 10798年 他们的后裔K12
1667年 - - - - - - 《
1304年 - - - - - - C1
1687年 8739年 骗子应变
448年 9637年 W
2692年 53846年 的后裔W
1303年 - - - - - - B
1678年 - - - - - - BL21
1679年 - - - - - - BL21DE3
1680年 - - - - - - BL21DE3Lys5
大肠杆菌,即k - 12, B, C,骗子,和W,一般用作实验室菌株。这些菌株的全基因组数据除了菌株C基因组(NCBI)是可用的。
表1
在这项研究中使用的标准菌株。

五个不同的粪便从老鼠粪便,鸡、鸽子、兔子(宠物店,克劳福德市场,孟买,印度),和人类(Excel病理学实验室,Vashi、纳孟买)被视为孤立的同桌的样本。压力恢复在营养肉汤37°C。环境压力、水样本10当地水体躺在父母研究所利用(地区医院或卫生保健中心附近是避免与临床样本),以防止交叉污染。对隔离大肠杆菌临床起源、尿液样本25患有泌尿道感染(Excel病理学实验室)被认为是。

收集的样本处理在24小时(在zip日志袋或无菌玻璃瓶子)MacConkey琼脂(MAC)。独特的粉红色的殖民地被多尝试到MAC和伊红美蓝(EMB)琼脂,分别为(31日]。隔离给离散菌落形态与不确定的绿色光泽为假阳性和阴性选择和评估microbiochemical和分子分析。每个选定的殖民地被无菌木制牙签和转移到五毫升的营养肉汤和孵化一夜之间在37°C。这些样本进一步特征(32由IMViC);1毫升是用于DNA隔离和剩下的用于制备甘油股票(25%甘油)备查。

2.2。基因组数据库和Microheterogenicity分析

基因库的土著步骤涉及聚合所有菌株的基因组序列,被认为是本研究的公共数据存储库,国家生物技术信息中心(NCBI)。数据池(直到2013年4月11日)组成一个组合61年完成基因组(补充数据网上背书的补充材料http://dx.doi.org/10.1155/2015/562136)和57个候选菌株(大肠杆菌)和非实际候选人菌株(k .肺炎,c . koseri,大肠aerogenes)。以下步骤分析microheterogenicity(图被处决1),可以直接协助评估23 s rRNA的:基因是一种理想的条码。


图1
的示意图表示的方法检测条形码和估计单克隆。引物设计与区域旁边这些限制序列使独特的乐队揭示识别或单克隆。

两个品种,一个候选人和一个来自非实际候选人基因组(大肠杆菌str。k - 12 MG1655 (NC_000913.2),c . koseri写明ATCC baa - 895 (NC_009792.1),大肠aerogenes(NC_015663.1),k .肺炎无性系种群。肺炎MGH 78578 (NC_009648.1)),选择并指定为参考应变。

为研究候选基因间的差异和非实际候选人菌株,rrsH (16 s RNA基因)和rrlH (23 s rRNA)基因序列在正则链(参考菌株)外推和多重序列比对(MSA)使用ClustalW [33被执行死刑。总不匹配被添加枚举数不匹配和序列的间隙期间推出的两个或多个序列的“阵容”。不匹配的百分比计算)除以总不匹配看到整个四株平均碱基对(bp)对16、23个年代rrn基因,分别。

估计基因内的变异性,核糖体段来自57个大肠杆菌基因组提取(7册/基因组);补充和正则链在每个应变隔离和比例不匹配每个基因组的测定。

2.3。虚拟限制分析

虚拟限制概要文件使用内V2.0 (34a)与85年限制组(补充数据)进行430核糖体段从57个,其中包括399大肠杆菌基因组和7、8和16rrn序列从C。koseri,大肠aerogenes,k .肺炎菌株,分别。14中常见刀具组(补充数据出具),论坛我(补充数据各)被选为酶的条码,因为它给了守恒和不同的模式在所有399rrn序列(图中未显示)在区分非实际候选人的候选菌株。削减的独特性和位置网站给独特的乐队在琼脂糖凝胶电泳也领先原因考虑敲定这种酶。有三世显示多态性模式与23 s rDNA段微生物多样性研究敲定候选人(图1)。

2.4。解决身份和单克隆的引物和限制性内切酶

的序列rrlH (大肠杆菌k - 12 str。MG1655用作设计广泛引物模板使用Primer-BLAST [35]。结合参数如GC含量, 网站价值,数量的扩增子的大小限制在消化后片段的扩增子和大小是确定引物作为基准。有两套引物:23 s P1880年(调查31778738)被选中论坛我限制消化(表2)把候选人和23 s P2682年(调查31781046)(表3)与多态有解决单克隆的三世限制性位点被选中。每个引物的自吸和引物二聚体形成的可能性是使用免费的网络工具检查 Oligocal (http://www.simgene.com/OligoCalc),OligoEvaluator (http://www.sigmaaldrich.com/technical-documents/articles/biology/oligo-evaluator.html)和多个底漆analyzer工具(http://www.thermoscientificbio.com/webtools/multipleprimer/)由SimGene,σ,Fermentas resp。}。
限制配置文件内rrlH 碎片了ARDRA
F E Ci K Ea 麦克风。 片段(扩增子大小)
1.1 687年 685年 685年 685年 E 665个基点,215个基点(880个基点)
1.2 874年 874年 874年 C 475个基点、214个基点和189个基点(878个基点)
1.3 1670年 1669年 1667年 1670年 K 475个基点、214个基点和189个基点(877个基点)
1.4 2336年 2339年 Ea 475个基点、214个基点和189个基点(876个基点)
1.5 2652年 2653年 2650年 2654年
引物设计与大胆的限制性位点侧翼地区。
F:数量的碎片;艾凡:大肠杆菌;置信区间:枸橼酸杆菌属koseri;凯西:肺炎克雷伯菌;Ea:肠杆菌属aerogenes;麦克风。:微生物。
23 s P1880年fp (+): 5′-GGCGAAAAGAACCCCGGCGA-3′(20元);23 s P1880年rp (−): 5′-AGGGGTCGACTCACCCTGCC-3′(20元)。
FP:正向引物;记者:反向引物。引物的细节得到结果的底漆爆炸和限制从内V2.0获得的分析模式。正向和反向引物23 s P1880年位于域的我和三世23 s rRNA二级结构,分别论坛我的网站在域二世。
表2
限制的网站论坛我在23 s (C /标签)rrlH候选人和非实际候选人资料的限制和23 s P1880年。
虚拟消化模式 类型的有三世限制模式中观察到的399年rrn序列大肠杆菌基因组
F C I型 II型 类型III IV型
1.1 785年 减少网站内rrlH的候选人rrn段
1.2 1042年 1984年 1984年 1984年 1984年
1.3 1116年 x 2163年 X 2163年
1.4 1217年 x X 2205年 2205年
1.5 1361年 2415年 2415年 2415年 2415年
1.6 1445年 减少网站内的扩增子(682个基点)
1.7 1907年 28 28 28 28
1.8 1984年 x 207年 X 207年
1.9 2161年 x X 249年 249年
1.10 2205年 459年 459年 459年 459年
1.11 2415年 每组获得了碎片
1.12 2839年 28日英国石油公司(bp)、223个基点和431个基点 28日英国石油公司,179个基点、223个基点和252个基点 28日英国石油公司,210个基点、221个基点和223个基点 28日英国石油公司,42岁英国石油公司,179年英国石油公司、210个基点和223个基点
引物设计与大胆的限制性位点侧翼地区。F:数量的碎片;C:削减网站。
23 s P2682年fp (+): 5′CCGACCTGCACGAATGGCGT3′(20元)。
23 s P2682年rp (+): 5′CAGTTCTCCAGCGCCCACGG3′(20元)。
正向和反向引物23 s P2682年位于第四域和产品化的第5和23 s rRNA二级结构,分别。首先减少站点位于第四域而其余位于域V。
表3
克隆群体基于有三世(GG / CC)使用23 s P2(候选人)的个人资料内的微生物682年。

爆炸基因组(补充数据)协助验证保护和特异性的引物,扩增子的大小,论坛我认识网站,和地区931个细菌的基因组之间的杂交的家庭。省略nonannotated序列后,所有完成的全基因组数据聚合在门放线菌,拟杆菌门,衣原体,蓝藻、厚壁菌门,变形菌门,Spirochaetae细菌王国被认为是分析。

2.5。DNA隔离、放大和限制消化

根据Parvathi DNA进行隔离和辛格36]。反应汤由2μ0.5 L的上层清液(DNA)μ每个正向和反向引物的M, 1 x分析缓冲区(10毫米Tris-HCl, pH值8.8,50 mM氯化钾),MgCl2(1.5毫米),混合核苷酸(800μ0.5 M), U /μL聚合酶(卡帕系统,KK5004)。标准基因组DNA的大肠杆菌k - 12(默克公司)和nuclease-free水被用作正面和负面的控制。反应进行了热循环仪(骏)计划定于25日周期由变性(95°C),退火(68°C), 30年代和扩展(72°C)。3μL的PCR产品消化2 U的各自的酶(Fermentas,热科学)5μ在37°C L反应混合两个小时。扩增子及其限制产品被琼脂糖凝胶电泳分析(年龄)在5 V /厘米2%和2.5%琼脂糖凝胶,分别,每个包含0.5μEtBr g / mL。凝胶是观看和拍摄BioImaging系统(Syngene)。

3所示。结果和讨论

3.1。遗传多样性在23 s核糖体重复鉴定大肠杆菌

23 s rRNA基因显示,0.87%基因间的差异与参考基因组内16 s rRNA(补充数据本)。结果似乎明显由于后者的增加帧大小但这也鼓励细读microheterogenicity最大的核糖体段进行进一步的分析方法。目标细分市场的大小与最大基因长度变化从2903年到2907年英国石油公司在ATCC8739(骗子的应变)占2970 - 2985个基点之后,E24377A显示序列2923 - 2925个基点。一个rrn嗯146和ETECH10407 1762个基点和1561个基点,分别A.9(补充数据)。完全没有联系rrn大小和致病性可以定义,因为变化是随机的,ATCC8739粪便的实验室文化起源和UM146 EIAC应变,E23477A ETECH10407 ETEC的起源。

核糖体基因被发现与大多数分布在补充和正则链的基因组(46的57)显示隔离在五定期和两个互补链。所有23个年代rrn序列内的分布规律和链互补各自的基因组被单独排序MSA达到基因内变化的理解。分析显示不匹配的最高水平互补链与同行相比(补充数据要求寄出)。最高水平的不匹配安装至0.6%,对应于50%的目标基因互补链的大小被认为P12b(共生体)E2348/9 (EPEC)和ETEC H10407。最大的差距在APEC 01序列观察在常规链为0.03%(88/2903),其次是CFT043 (UPEC)和042 (EAEC)拥有0.016%(~ 42-51/2903)不同。23 s核糖体ED1a的副本(共生体)显示,百分之零不匹配在互补和正则链使其理想的集群具有最高程度的保护。类似的不匹配的值出现在SE11(共生体)CB9615 (EPEC), 2009年和0104年:H4 el - 2011 (EAEC)。这些结果表明,之间没有相关性基因内的多样性目标伸展和菌株的致病性。这些差异证实23 s RNA集群与守恒和变量microdiverse组织延伸。Sequevars由于异质性产生不可避免地导致偏见的结果,差动放大,嵌合分子。因此,筛选和定位的方法限制剖面模式选择的区域内(核糖体段)和感兴趣的特定细菌展示了真实和简单的实践比常规分子策略涉及扩增和测序。

3.2。条码大肠杆菌从其殖民地Morphovars: ARDRA 23 s P1880年与论坛我

PCR扩增的标准菌株和隔离不同的起源(共生体,尿液和临床样本)23 s P1880年给扩增子(880个基点)的高强度没有引物二聚体的形成(图2(一个))。限制消化的扩增子论坛我给独特的碎片的665个基点和215个基点大肠杆菌而c . koseri大肠aerogenes,k .肺炎每个给475个基点的碎片、214个基点和189个基点,分别(图2 (b))。基因型的策略证明优于生化特性考虑所有可能的积极、消极,和假阳性和阴性结果25每个从临床分离株,共餐者和环境来源(A.7补充数据)。18(72%)的临床、22(88%)的共生体,25(100%)环境隔离模式的显示不同的限制大肠杆菌。爆炸跨931个细菌基因组搜索家庭偏爱验证引物的特异性和限制论坛即引物显示独家绑定只与肠杆菌科家族(如补充数据)。不同菌株在家庭中志贺氏杆菌spp。沙门氏菌血清(亚利桑那州),变形杆菌mirabilus表现出类似的限制的偏好大肠杆菌。尽管志贺氏杆菌种虫害在伪装的类群大肠杆菌(37他们可以轻松地使用选择性培养基筛选,因为没有乳糖发酵(38),而沙门氏菌血清和变形杆菌显示扩增子异质性的1073个基点和880个基点放大从而使它非常容易地避免错误的结论和误解。

(一)”name=
(一)
(b)”name=
(b)
图2
(一)广泛PCR 23 s P1880年标准菌株的基因组DNA分离。巷1:100个基点的阶梯;巷2:空白;巷3:大肠杆菌;巷4:C。freundii;巷5:c . koseri;巷6:k .肺炎;巷7:大肠aerogenes。PCR产物单一的代表大肠杆菌是加载。(b) ARDRA 23 s P1880年扩增子与论坛我:通道1、2和3:大肠杆菌(ATCC25922 ATCC15223和ATCC11775);巷4:c . freundii(ATCC8090);巷5:c . koseri(ATCC27028);巷6:k .肺炎(ATCC33495);巷7:大肠aerogenes(ATCC13048);巷8:100个基点。
3.3。分类大肠杆菌菌株使用ARDRA 23 s P2682年与有三世

一个详细的分析有三世剖面399个序列(补充数据A.9)核糖体的部分大肠杆菌表示四种可能的概要文件,类型I, II, III, IV,不同程度的优势在这些领域。其余的候选菌株显示类型III模式但我和IV独家类型大肠杆菌菌株。大多数基因( )在15不致病的和17致病性菌株显示类型我配置文件(57%),其次是类型III(35%)主在15株。六株显示IV型模式(10%)其中4例B菌株。I型组代表大肠杆菌菌株缺乏识别元素由于在第2205和第2161基地对23 s rDNA或者参照扩增子在207或207基地的位置。IV型菌株与完整的识别与I型序列在这两个网站。菌株与II型资料缺乏第2161(249)减少站点和III型缺乏第2205(207)削减头寸,分别。II型是最稀有的模式在某些模棱两可rrn段。

Heterogenicity几个基因组指出;两个rrn七个重复中W (NC_017685.1,每个在常规和互补链)和KO11FL (NC_017660.1,每个在常规和互补链),另一个在KO11FL (NC_016 902.1,普通)显示,尽管II型剖面类型我是他们的主要模式。之一的7 B菌株REL 606 (NC_012967.1,定期),BL21-Gold (NC_012947.1、互补),BL21DE3 (NC_012971.2,定期),和BL21DE3 (NC_012892.2,定期)显示类型我资料除了普遍IV型模式。类似地,两个rrnNRG 873 c (NC_017634.1,每个在常规和互补链)和LF82 (NC_011993.1,每个在常规和互补链),另一个在CFT073 (NC_004431.1,定期)I型模式而表现出类型III模式优势。APEC01 (NC_008563.1)在类型III显示一个'rrn段的类型我和IV型(包括在常规链)。大肠杆菌042株(NC_017626.1)显示在I型模式优势,但三人rrn(两个常规和一个互补)副本展出III型模式。一个普通rrn元素在LF82 IV型模式。分裂模式通过ARDRA 23 s P2682年与有III标准样本表明,k - 12, C, W,骗子,和各自的后代表现出第四类型我概要文件类型配置文件被B菌株(专门提出了数字3(一个)和3 (b))。

(一)”name=
(一)
(b)”name=
(b)
图3
(一)广泛PCR 23 s P2682年标准菌株的基因组DNA分离大肠杆菌。上面的行包含巷1:k - 12株;k - 12株巷2:衍生品;巷3:济应变;巷4:应变C1;巷6:骗子的应变;巷7:沃克的应变;巷8:W的后裔;巷9:空白。较低的行包含巷1′:B菌株; Lane 2′: BL21 strain; Lane 3′: BL21DE3; Lane 4′: BL21DE3Lys5 (B3); Lane 6′:大肠杆菌(写明ATCC 15223年同桌的隔离);巷7′:大肠杆菌(写明ATCC 11775;尿液样本);巷8′:大肠杆菌(写明ATCC 25922,临床)。车道5/5 9/9′′和车道行100个基点的梯子和空白,分别。(b) ARDRA 23 s P2682年扩增子与有第三:巷1行包含100个基点的阶梯。消化产品按照给出的顺序图2(一个)。

之间的隔离,21日22日共生体18和16个临床样本显示I型模式;heterogenicity模式没有被观察到。这些结果重申我在自然类型的优势(93%)。Multisequence打字了同桌的菌株主要是分类下组或组B1而组B2, D和E通常包括致病性菌株;k - 12 B骗子应变受到phylogroup B1 phylogroup而应变W。

3.4。局部比对23rrn有三世概要文件和全局比对建立单克隆大肠杆菌

基因的核心,可有可无的,和独特的本质上弥补pangenome;后两个是获得因重组或置换的事件。获得类似的集群比较基因组将强调这些限制档案的重要性和帮助建立一个克隆的克隆性质和优势。因此dendogram构造与682个基点的扩增子代表这些概要文件限制的资料会显示不同的聚类由于一小部分在整个基因组被认为是段。全基因组序列(图的全局比对4整个57)大肠杆菌菌株呈现出不同的类型,集中III和IV概要文件。内在的分析点的差异和各自的进化枝形成显示有趣和引人入胜的发现。祖先的株根显示I型模式下不同节点点(D1)显示的形成两个不同的家族I型和IV型配置文件隔离的最大距离。编号的节点是由考虑分支点在每一个节点的优先级。两个额外的突变事件的可能场景过渡的性质(G)在第2205和第2161基地引入了有三世识别模式。B1 phylogroups D6给血统,D9引起B2演化支(D12)我概要文件和D型演化支与多样有三世模式(这里)。D10催生了两个节点(菌株是I型组),用一个显示B1 phylogroups (D13)和其他主要在E phylogroups B1紧随其后。几乎的克隆群体之间的交互作用和不同pathovars与这项研究发现。多数的同桌的菌株和EIEC EAEC EPEC和证明是有I型配置文件(表4)。所有UPEC ExPEC、亚太经合组织、EIEC和单一菌株EPEC和两个同桌的显示类型III模式。B形式菌株连同一个应变UPEC与环境隔离展出IV型配置文件。
应变 类型 一个 B1 B2 D E 总 的
同桌的 我 10 5 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 21
同桌的 三世 - - - - - - - - - - - - 2 - - - - - - - - - - - - 2 21
同桌的 四世 4 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 21
EPEC 我 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 7 8
EPEC 三世 - - - - - - - - - - - - 1 - - - - - - - - - - - - 1 8
EAEC 我 - - - - - - 4 - - - - - - 1 - - - - - - 5 5
肠出血性大肠杆菌 我 - - - - - - 2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 3
肠出血性大肠杆菌 二世 - - - - - - 1 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 3
ETEC 我 1 1 1 - - - - - - - - - - - - 3 3
UPEC 三世 - - - - - - - - - - - - 7 - - - - - - - - - - - - 7 8
UPEC 四世 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 - - - - - - 1 8
EIEC 三世 - - - - - - - - - - - - 3 - - - - - - - - - - - - 3 3
ExPEC 三世 - - - - - - - - - - - - 2 2 - - - - - - 4 4
亚太经合组织 三世 - - - - - - - - - - - - 1 - - - - - - 1 1
ENV 四世 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 1 1
亚太经合组织:禽致病性;EAEC: enteroaggressive;肠出血性大肠杆菌:肠出血性;ETEC:产肠毒素的;EIEC: enteroinvasive;EPEC:致肠病的;ENV:环境;ExPEC: extraintestinal致病性;UPEC: uropathogenic。
表4
phylogroups之间的相关性,有三世概要文件,和自然的大肠杆菌57株(基因组数据分析大肠杆菌从基因库菌株整理)。

图4
分布的分析有三世概要、phylogroups pathovars在全局比对dendogram构造包括57大肠杆菌基因组。整个基因组序列的dendogram 57基因组从NCBI网站获得了大肠杆菌和重新使用Photoshop CS6色彩协调的致病性和非病原的菌株和克隆组输入和phylogroups (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/?term=escherichia +杆菌)。57基因组中,32岁的I型(56%)、18是III型(31%)和6和1的IV型(10%)和II型(2%),分别显示类型我是主要和II型稀有。phylogroups之间的关联,有三世概要,pathovars血统被视为演化支来自各种发散点(D)在进化的过程中。

同样,邻近一个原始phylogroups和之间的联系有三世概要文件。菌株受到phylogroups在I型优势而IV型配置文件是专门为B形式。我资料观察菌株类型( )的顺序> B1 > E > D III型主导B2菌株。Phylogroup D显示相同事件的类型III和IV型分裂模式后跟一个应变与I型概要文件。这些结果协助列举猜想工作场景的原始的微生物种群大肠杆菌压力有两个克隆类型(图5(一))共存(I型和IV型克隆)。其中,I型毒株是主要的克隆IV型相比,基于最大基因库的根株dendogram数据显示第三类型I类型可能是下一个主要的克隆(中间层),已经从I型(通过添加新的识别网站)或IV型菌株(通过删除一个识别网站)。在不同的场景中所有三种类型共存或III型就会给IV型与额外的突变事件。这种情况可能很难说服dendogram隔离病毒演变显示类型III或IV型菌株后出现。类型III的集群也表明,优势是超过IV型也许进化过程/突变引发了第三类型的增加配置文件。类似线II型克隆会被从I型(加法)或IV型(删除),但由于非常有限的II型限制剖面模式(罕见),从基因库中观察到的数据,这种事件的机会或近似是很难证明的。基于这些结果没有新的见解phylogroup分布在候选菌株可以提供;然而对于有三世概要文件可以被认为是一个额外的角度。Phylogroups与I型和B1是主要的有三世概要而B2 phylogroups只代表类型III概要(图5(b))。


图5
(一)单克隆的假说大肠杆菌基于23 s菌株rrn限制分析。的原始汤大肠杆菌微生物是由两个克隆组、第四类型我和彼此共存但由I型毒株。在进化的过程中积累突变作为一种手段的变化,I型或IV型会引起类型III的添加(前)或删除(后者)的识别序列。第二个场景可能是一种罕见的事件,因为两个突变积累守恒的地区将是困难的。II型的稀有是进化在类似的基础类型III。(b)连接phylogroups假说,有三世概要文件和克隆类型大肠杆菌。这个图表说明了克隆群共生的大肠杆菌压力有一个phylogroups(主要)和B1 phylogroups每个类型我配置文件。致病性同行显示优势III型限制模式其次是I型模式。关于phylogroups, pathovars主要在B2和B1 D和E组紧随其后。

一种内在的宏基因组和pangenomic分析大多数细菌物种表现出镶嵌性的内在蓝图(39]。在这种情况下,核心基因元素相比,跨物种共享有限可有可无的(灵活)遗传内容承认独特性特定应变。这些有助于生态位适应能力和灵活的内容为细菌感染,入侵的能力。诊断时主要关心的是真正的和机会致病菌,前者导致任何疾病易感宿主,后者调用疾病免疫力低下的个人。一个进化的术语,“分子条码这意味着等位基因特异性扩增的方法相对较小的DNA序列或条形码40识别一个特定的物种,是一种推力区域微生物诊断。大量的功能基因从管家来修复被用于描述细菌的核糖体rna被称为黄金段(41,42]。核糖体段组织作为16 s的操纵子簇,23 s, 5 s rDNA这些组合分布从单个到多个副本在细菌基因带(43]。冗余的发生在维护不同的副本与毒性相关的这些基因并不是同时一个内置的生态策略,有助于特定细菌生存的竞争优势和更好的机会(44]。未来的方法耦合技术和结果与抗生素耐药模式,殖民地特点,和基因组的细菌共生体和致病性菌株感染自然可以帮助监测和管理一个更好的方式。

4所示。结论

causatum基因组时代,基因组学和蛋白质组学,增强这一进步了即兴创作的技术用于诊断。ARDRA战略在本研究利用快速和具有成本效益的方法来区分大肠杆菌从其殖民地morphovars连同原产地自然给困境或克隆组。基因突变检测和建立单克隆报道这项工作,也就是说,T874A (论坛我),G2161A和G2205A (有III),还没有任何研究论文中提到的或在核糖体RNA基因突变数据库(45)这一发现土著。这个基本的方法可以用于检测其他细菌生物通过瞄准SNP / s与识别序列,从而验证rrn序列作为诊断的标记。独特的限制模式的累积的方法检测目标基因和其在细菌的交叉引用的家庭可以规避假阳性的变化。

信息披露

这项工作提出了部分(海报)在第五届国际条码,昆明,中国,2013。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者承认并表达他们的感谢教授d . a . Bhiwgade Debjani Dasgupta(指责),教授,主任,生物技术与生物信息学学院d . y .帕蒂尔大学,以及管理的支持和提供的基础设施进行当前的工作。

补充材料

补充材料的描述是对基因组的名字,血清型,质粒,加入大量的基因组数据,GC含量,测序中心和样本来源的候选人和non-candidate基因组用于这项研究已经扩展清单中列出。

  1. 补充材料

引用

  1. m·里希特和r . Rossello-Mora”,将原核生物的基因组黄金标准定义,“美国国家科学院院刊》上的美利坚合众国,卷106,不。45岁,19126 - 19131年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  2. a·f·欧什·m·冯·简H.-P。·可兰克和m .完全懂得,“数字dna dna杂交微生物物种描述通过genome-to-genome序列比较,”基因组科学的标准,卷2,不。1,第134 - 117页,2010。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  3. d·h·马丁,m . Nsuami j . Schachter et al .,“使用多个核酸扩增检测定义受感染的病人的“黄金标准”的临床试验的新诊断测试沙眼衣原体感染。”临床微生物学杂志,42卷,不。10日,4749 - 4758年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  4. 惠特尼·e·a·Mothershed和a . m .,“核酸细菌病原体的检测的方法:临床实验室现在和未来考虑,”我们共同Chimica学报,卷363,不。1 - 2、206 - 220年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  5. j . e . Clarridge III”的影响16 s rRNA的细菌基因序列分析鉴定临床微生物学和传染病”临床微生物学检查,17卷,不。4、840 - 862年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  6. o . Mizrahi-Man e·r·达文波特和y .吉拉德,“细菌分类学分类使用短测序读16 s rRNA基因:有效的学习评价设计,“《公共科学图书馆•综合》,8卷,不。1,文章ID e53608, 2013。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  7. d·e·Lebonah a . Dileep k•钱德拉塞卡s Sreevani b . Sreedevi和j . Pramoda Kumari“DNA条码技术在细菌:审查,”生物学的进步ID 541787条,卷。2014年,9页,2014。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  8. j . Rajendhran和p . Gunasekaran微生物发展史和多样性:小亚基核糖体RNA序列分析,“微生物研究,卷166,不。2、99 - 110年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  9. r . Srinivasan Karaoz, m . Volegova et al .,“使用16 s rRNA基因的识别范围广泛的临床相关的细菌病原体,”《公共科学图书馆•综合》,10卷,不。2篇文章ID e0117617 2015。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  10. s . Chakravorty d . Helb m . Burday n .康奈尔和d . Alland”16 s核糖体RNA基因片段的详细分析诊断致病细菌,”《微生物方法,卷69,不。2、330 - 339年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  11. c·r·伍斯“审查细菌进化”,微生物学检查,51卷,第271 - 221页,1987年。视图:谷歌学术搜索
  12. m . Touchon c . Hoede o . Tenaillon et al .,“有组织的基因组动力学大肠杆菌物种会导致高度多样化的自适应路径”,公共科学图书馆遗传学,5卷,不。1,文章ID e1000344, 2009。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  13. 简达j . m . s . l .雅培,“16 s rRNA基因测序的细菌鉴定诊断实验室:优点,危险,和陷阱,”临床微生物学杂志,45卷,不。9日,第2764 - 2761页,2007年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  14. j j。陆,C.-L。淮南,S.-Y。李,c c。湾”,用通用引物的PCR限制性内切核酸酶来进行探测和识别的脑脊液的常见细菌病原体,”临床微生物学杂志,38卷,不。6,2076 - 2080年,2000页。视图:谷歌学术搜索
  15. n . m . Guentzel。”大肠杆菌、克雷伯氏菌、肠杆菌属、沙雷氏菌属、枸橼酸杆菌属,普罗透斯,“在医学微生物学艾德,男爵,26章,在加尔维斯敦德州大学医疗分部,加尔维斯顿,德克萨斯州,美国,1996年。视图:谷歌学术搜索
  16. p . Behzadip e . Behzadi h . Yazdanbod r . Aghapour A . m . Cheshmeh和s·d·奥木兰·”的一项调查对尿路感染相关的三个最常见的uropathogenic细菌,”Maedica (Buchar),5卷,不。2、111 - 115年,2010页。视图:谷歌学术搜索
  17. 公元前Metri、p . Jyothi和b . v . Peerapur“抗生素耐药性枸橼酸杆菌属种虫害与尿路感染。”泌尿外科年鉴,5卷,不。4、312 - 313年,2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  18. n希夫•s s Chatterjee m·辛格s辛格和m·沙玛,“小儿尿路感染在三级保健中心从北印度,”印度医学研究杂志》上,卷131,不。1,第105 - 101页,2010。视图:谷歌学术搜索
  19. j . b .燕麦饼干,j.p. Nataro和h·l·t·莫布里”致病大肠杆菌”,自然评论微生物学,卷2,不。2、123 - 140年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  20. e . j . de Muinck k . Lagesen j . e . Afset et al .,”婴儿的比较大肠杆菌隔离链接基因组资料与生态位适应,”BMC基因组学,14卷,不。1,第81条,2013。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  21. d . a . Rasko m . j . Rosovitz g·s·a·迈尔斯et al .,“pangenome结构大肠杆菌比较基因组分析大肠杆菌共生体,病原分离。”细菌学期刊,卷190,不。20日,第6893 - 6881页,2008年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  22. h·c·t·阿切尔j . f . Kim Jeong et al .,”的基因组序列大肠杆菌W(写明ATCC 9637):比较基因组分析和改进公司的重建大肠杆菌”,BMC基因组学,12卷,货号。9日,2011年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  23. 那些时光,p . Kuhnert j . Nicolet和j·弗雷”,快速、准确的识别大肠杆菌k - 12株。”应用与环境微生物学,卷61,不。11日,第4139 - 4135页,1995年。视图:谷歌学术搜索
  24. a·p·鲍尔,s m . Dieckmann w·路德维希,K.-H。Schleifer”,快速的识别大肠杆菌安全性和基于复合pcr实验室菌株血统,”《微生物学字母,卷269,不。1,36-40,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  25. b·j·巴赫曼”的一些突变株的谱系大肠杆菌k - 12”,细菌学的评论,36卷,不。4、525 - 557年,1972页。视图:谷歌学术搜索
  26. p . Daegelen f·w·研究人,r·e·Lenski认为美国治疗,和j·f·金,”跟踪祖先和亲人的大肠杆菌B, B的推导菌株REL606和BL21 (DE3)”分子生物学杂志,卷394,不。4、634 - 643年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  27. f·w·研究人,p . Daegelen r . e . Lenski认为,s .马斯洛夫和j·f·金,“理解基因组序列之间的差异大肠杆菌B菌株REL606 BL21 (DE3)和比较的大肠杆菌B和k - 12基因。”分子生物学杂志,卷394,不。4、653 - 680年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  28. 塞兰德r·k·b·r·莱文,“遗传多样性和结构大肠杆菌人口。”科学,卷210,不。4469年,第547 - 545页,1980年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  29. d·m·戈登·o·克莱蒙特,h .击发弹和e . Denamur”分配大肠杆菌菌株对系统组:多位点序列类型与PCR三层的方法,”环境微生物学,10卷,不。10日,2484 - 2496年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  30. p·德斯贾丁斯,b·皮卡德b . Kaltenbock j . Elion和e . Denamur”性大肠杆菌不破坏的克隆结构人口:证据来自多态性DNA和restriction-fragment-length随机扩增多态性,”杂志的分子进化第41卷。。4、440 - 448年,1995页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  31. n . d . Jasuja r . Saxena s钱德拉和s . c . Joshi”polyhouse农业土壤微生物的分离和鉴定的拉贾斯坦邦,“非洲微生物学杂志》上的研究,7卷,不。41岁,4886 - 4891年,2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  32. 诉Hemraj、美国Diksha和g . Avneet”回顾常用生化测试细菌,”Innovare生命科学杂志》上,卷1,1 - 7,2013页。视图:谷歌学术搜索
  33. j·d·汤普森·d·g·希金斯,t·j·吉布森“CLUSTALW:改善进步的敏感性通过序列加权多重序列比对,position-specific差距处罚和权重矩阵的选择,”核酸的研究,22卷,不。22日,第4680 - 4673页,1994年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  34. t . Vincze j . Posfai, r . j .罗伯特“NEBcutter:程序分裂DNA限制性内切酶,”核酸的研究没有,卷。31日。13日,3688 - 3691年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  35. j .你们g . Coulouris Zaretskaya, Cutcutache, s . Rozen t·马登,“Primer-BLAST:一个工具来设计有针对性的引物聚合酶链反应,”BMC生物信息学第134条,卷。13日,2012年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  36. j . r . Parvathi和s·辛格的微生物DNA提取方法:比较研究与殖民地从三个不同的细菌中“选择”,“纯粹与应用微生物学杂志》上,9卷,不。3、2373 - 2378年,2015页。视图:谷歌学术搜索
  37. r .局域网,p·r·里夫斯。”大肠杆菌伪装:分子的起源志贺氏杆菌”,微生物和感染,4卷,不。11日,第1132 - 1125页,2002年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  38. 林文杰d·j·j·r·罗伯森,f . Elvinger”用伊红美蓝琼脂区分大肠杆菌从其他革兰氏阴性乳腺炎病原体,”《兽医诊断调查,13卷,不。3、273 - 275年,2001页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  39. 美国Dobrindt f·杰尔,k·米歇利斯et al .,“分析基因组可塑性在致病性和共生体大肠杆菌隔离利用DNA阵列。”细菌学期刊,卷185,不。6,1831 - 1840年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  40. 诉Savolainen, r·s·考恩a . p . Vogler g . k .罗德里克和r·莱恩”对写作生活的百科全书:对DNA条码技术的介绍,“英国皇家学会哲学学报B:生物科学》,卷360,不。1462年,第1811 - 1805页,2005年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  41. t . a . Isenbarger c·e·卡尔s . s . Johnson et al .,“最保守的基因组片段生命探测地球和其他行星,”生命起源与进化的生态圈,38卷,不。6,517 - 533年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  42. s·r·桑托斯和h . Ochman”识别和系统分类的细菌血统与普遍的守恒的基因和蛋白质,”环境微生物学》第六卷,没有。7,754 - 759年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  43. i r . Rastogi m . Wu DasGupta g·e·福克斯,“可视化的核糖体RNA操纵子拷贝数分布,“BMC微生物学,9卷,不。1,第208条,2009。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  44. j . a . Klappenbach j·m·邓巴,t·m·施密特”rRNA操纵子拷贝数反映了细菌的生态策略,”应用与环境微生物学,卷66,不。4、1328 - 1333年,2000页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  45. j . a . Klappenbach p . r . Saxman j·r·科尔和t·m·施密特”Rrndb:核糖体RNA操纵子数据库拷贝数,“核酸的研究卷,29号1,第184 - 181页,2001。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

版权©2015 Parvathi Jayasree Rajagopalan Nair和萨尼塔辛格。这是一个开放的分布式下文章知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。

更多相关文章

PDF 下载引用 引用
下载其他格式更多的
ePub
XML
订单打印副本订单
的观点819年
下载537年
引用

相关文章