炭疽菌をグローバルなゲノム構造で定義するための分類フレームワーク

A classification framework for defined by global genomic structure.

• Spencer A Bruce
• Nicholas J Schiraldi
• Pauline L Kamath
• W Ryan Easterday
• Wendy C Turner

抄録

炭疽菌の原因物質である炭疽菌は、野生動物、家畜、一般市民に影響を及ぼす世界的な健康被害の大きな脅威である。本研究では、350株以上の分離株を対象とした全ゲノム配列解析を行い、生物地理的に有益であり、かつ複数のゲノムアッセイとの互換性を有する高分解能のグローバルジェノタイピングフレームワークを新たに確立した。本研究で得られたデータは、本種の多様な世界的な伝播について新たな光を与え、多くの系統が発見された地域に特異的に適している可能性を示している。さらに、本種のプラスミドゲノム構造が染色体集団構造とほぼ一致していることを示し、本種の垂直継承が進化的持続性に寄与していることを示唆している。この分類法は、本種の集団ゲノム構造に基づいた初めての方法であり、病気の発生源と最近の導入の両方を理解しようとしている地域の機関やより広範な機関に利用される可能性がある。さらに、新たに開発されたジェノタイピングスクリプトや全ゲノム配列解析結果へのアクセスを提供しており、今後の研究では、このグローバルなコレクションの文脈でデータを迅速に利用し、追加することが可能である。このフレームワークは、公衆衛生機関、野生生物病研究所、進化のさらなる調査のためにこの分類スキームを利用し、拡大しようとしている研究者にとって、強力なツールとして機能する可能性がある。

, the causative agent of anthrax, is a considerable global health threat affecting wildlife, livestock, and the general public. In this study, whole-genome sequence analysis of over 350 isolates was used to establish a new high-resolution global genotyping framework that is both biogeographically informative and compatible with multiple genomic assays. The data presented in this study shed new light on the diverse global dissemination of this species and indicate that many lineages may be uniquely suited to the geographic regions in which they are found. In addition, we demonstrate that plasmid genomic structure for this species is largely consistent with chromosomal population structure, suggesting vertical inheritance in this bacterium has contributed to its evolutionary persistence. This classification methodology is the first based on population genomic structure for this species and has potential use for local and broader institutions seeking to understand both disease outbreak origins and recent introductions. In addition, we provide access to a newly developed genotyping script as well as the full whole-genome sequence analyses output for this study, allowing future studies to rapidly employ and append their data in the context of this global collection. This framework may act as a powerful tool for public health agencies, wildlife disease laboratories, and researchers seeking to utilize and expand this classification scheme for further investigations into evolution.

© 2019 The Authors. Evolutionary Applications published by John Wiley & Sons Ltd.