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サルモネラ菌プルラムとサルモネラ菌エンテロチチディスのコアゲノムの違いを同定するためのバイオインフォマティクス的アプローチ | 日本語AI翻訳でPubMed論文検索

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Infect. Genet. Evol..2020 Jul;:104446. S1567-1348(20)30277-X. doi: 10.1016/j.meegid.2020.104446.Epub 2020-07-01.

サルモネラ菌プルラムとサルモネラ菌エンテロチチディスのコアゲノムの違いを同定するためのバイオインフォマティクス的アプローチ

A bioinformatic approach to identify core genome difference between Salmonella Pullorum and Salmonella Enteritidis.

  • Xiao Fei
  • Qiuchun Li
  • John Elmerdahl Olsen
  • Xinan Jiao
PMID: 32622081 DOI: 10.1016/j.meegid.2020.104446.

抄録

S.PullorumとS. Enteritidisは遺伝子的には密接に関連しているが、病原性と宿主範囲が大きく異なる。S. Enteritidisは多くの異なる宿主に感染し、通常は急性胃腸炎を引き起こしますが、S. Pullorumは鳥類に限定されており、幼い動物に全身性の病気を引き起こします。宿主の範囲や病原性が異なる理由は不明である。本研究では、S. Pullorumの宿主特異性に関連するゲノム特徴を明らかにすることを目的として、2つの血清型のコアゲノムの違いを同定するための自動バイオインフォマティクスワークフローを開発し、適用した。その結果、S. Pullorumのユニークコーディング配列(CDS)は主にS. Enteritidisには存在しない3つの領域に集中しており、このようなCDSはおそらく2つのタイプが共通の祖先から分離される際に取り込まれたものであることが示唆された。固有の領域の一つは、病原性アイランド19(SPI-19)をコードしており、これはVI型分泌系(T6SS)をコードしていた。一塩基多型(SNP)解析により、IV型分泌系(T4SS)に位置するいくつかのSNPを含む、2つのセロバー間のコーディング配列における1791個の保存SNPが同定された。また、コーディング配列の上流100bp領域を解析したところ、III型分泌系エフェクター(T3SE)のSNP変異を含む、2つの血清間で443個の保存SNPが同定された。結論として、本解析により、S.Pullorumの宿主特異性を制御する因子をコードする遺伝的特徴が明らかになった。この新しいバイオインフォマティクスのワークフローと関連スクリプトは、他の細菌に直接適用することができ、クローン間のゲノムの違いを明らかにすることができる。

S. Pullorum and S. Enteritidis are closely related in genetic terms, but they show very different pathogenicity and host range. S. Enteritidis infects many different hosts, usually causing acute gastroenteritis, while S. Pullorum is restricted to avian, where it causes systemic disease in young animals. The reason why they differ in host range and pathogenicity is unknown. The core-genome denotes those genes that are present in all strains within a clade, and in the present work, an automated bioinformatics workflow was developed and applied to identify core-genome differences between these two serovars with the aim to identify genome features associated with host specificity of S. Pullorum. Results showed that S. Pullorum unique coding sequences (CDS) were mainly concentrated in three regions not present in S. Enteritidis, suggesting that such CDS were taken up probably during the separation of the two types from their common ancestor. One of the unique regions encoded Pathogenicity Islands 19 (SPI-19), which encodes a type VI secretion system (T6SS). Single-nucleotide polymorphism (SNP) analysis identified 1791 conserved SNPs in coding sequences between the two serovars, including several SNPs located in a type IV secretion system (T4SS). Analyzing of 100 bp regions upstream of coding sequences identified 443 conserved SNPs between the two serovars, including SNP variations in type III secretion system effector (T3SE). In conclusion, this analysis has identified genetic features encoding putative factors controlling host-specificity in S. Pullorum. The novel bioinformatic workflow and associated scripts can directly be applied to other bacteria to uncover the genome difference between clades.

Copyright © 2019. Published by Elsevier B.V.