SMRTシークエンシングにより明らかになった、歯科用ユニットウォーターラインから分離された緑膿菌のモビロームにおける予想外の多様性

Unexpected diversity in the mobilome of a Pseudomonas aeruginosa strain isolated from a dental unit waterline revealed by SMRT Sequencing.

抄録

グラム陰性細菌である緑膿菌は、自然環境と人為的環境の両方に存在し、特に遺伝病である嚢胞性線維症患者の肺に病原体として繰り返し存在することで知られている。その臨床的重要性に鑑み、肺における緑膿菌のゲノム適応や、急性感染症が慢性化する際のその移行について、いくつかの主要な研究が行われてきた。しかし、緑膿菌ゲノムの多様性と非臨床環境への適応に関する知見は、この細菌がコロニー形成する多くの環境から得られた菌株の正確な参照ゲノムがないこともあり、まだ断片的である。ここでは、PacBioのロングリード技術を用いて、歯科用ユニットウォーターラインから分離された緑膿菌PPF-1株のゲノムの塩基配列を決定した。このクローズドゲノムの作成は、ドラフトゲノム（コンティグ状態）では正確に調べることが難しいゲノムの特徴を調べる機会となった。その結果、他の参照ゲノムと共有されている推定ゲノムアイランド、新しいプロファージ、挿入配列の完全な内容を明らかにすることができた。さらに、4種類のグループIIイントロンも発見され、そのうちの2種類は今回特徴づけられ、専門のグループIIイントロンデータベースには掲載されていない。

The Gram-negative bacterium Pseudomonas aeruginosa is found in several habitats, both natural and human-made, and is particularly known for its recurrent presence as a pathogen in the lungs of patients suffering from cystic fibrosis, a genetic disease. Given its clinical importance, several major studies have investigated the genomic adaptation of P. aeruginosa in lungs and its transition as acute infections become chronic. However, our knowledge about the diversity and adaptation of the P. aeruginosa genome to non-clinical environments is still fragmentary, in part due to the lack of accurate reference genomes of strains from the numerous environments colonized by the bacterium. Here, we used PacBio long-read technology to sequence the genome of PPF-1, a strain of P. aeruginosa isolated from a dental unit waterline. Generating this closed genome was an opportunity to investigate genomic features that are difficult to accurately study in a draft genome (contigs state). It was possible to shed light on putative genomic islands, some shared with other reference genomes, new prophages, and the complete content of insertion sequences. In addition, four different group II introns were also found, including two characterized here and not listed in the specialized group II intron database.