Resume Jurnal Internasional

Draft Genome Sequences of Two Species of “Difficult-to-Identify” Human-Pathogenic Corynebacteria: Implications for Better Identification Tests

Luis G. C. Pacheco^{1, ✉}, Ana L. Mattos-Guaraldi², Carolina S. Santos¹, Adonney A. O. Veras³, Luis C. Guimarães^{3, 4}, Vinícius Abreu⁴, Felipe L. Pereira⁵, Siomar C. Soares⁵, Fernanda A. Dorella⁵, Alex F. Carvalho⁵, Carlos G. Leal⁵, Henrique C. P. Figueiredo⁵, Juliana N. Ramos^{2, 6}, Veronica V. Vieira⁶, Eric Farfour⁷, Nicole Guiso⁷, Raphael Hirata Jr.², Vasco Azevedo⁴, Artur Silva^{3, #}, Rommel T. J. Ramos^{3, #, ✉}

ABSTRAK

Spesies Corynebacterium diphtheriae semakin diakui sebagai agen penyebab infeksi kepada manusia. Identifikasi diferensial bakteri ini di laboratorium mikrobiologi klinik, paling umum digunakan dalam tes biokimia. Urutan genom rancangan dijelaskan dari dua isolat spesies  corynebacterial manusia patogen "sulit untuk didentifikasi": C. xerosis dan C. minutissimum. Urutan genom dari ca. 2,7 Mbp, dengan rata-rata jumlah 2.580 protein pengodean gen, dibandingkan dengan urutan genom tersedia untuk umum dari strain C. amycolatum dan C. striatum. Hasil ini akan membantu eksplorasi reaksi biokimia baru untuk meningkatkan tes identifikasi yang ada serta pengembangan metode identifikasi molekuler lebih akurat melalui deteksi spesies-spesifik gen target untuk identifikasi atau kerentanan terhadap obat profiling isolat ini.

PENDAHULUAN

Sekarang banyak banyak bermunculan penyakit-penyakit baru, banyak penyebab dari munculnya penyakit-penyakit tersebut, mulai dari gaya hidup, bakteri, virus dan masih banyak lagi. Salah satu penyebabnya ialah Non-diphtheriae Corynebacteria . Non-diphtheriae Corynebacteria biasanya ditemukan sebagai konstituen dari mikrobiota normal kulit manusia dan mukosa. Beberapa spesies Corynebacterium telah semakin terlibat sebagai agen penyebab infeksi oportunistik dan nosokomial dalam beberapa tahun terakhir. Ini memunculkan corynebacteria patogen manusia sering disebut sebagai bakteri yang sulit diidentifikasi dan resistensi multidrug merupakan temuan umum di antara isolat yang paling sering ditemukan spesies.

PEMBAHASAN

Corynebacterium minutissimum, yang merupakan agen penyebab kronis erythrasma pada kulit, beberapa tahun terakhir sebagai agen penyebab penting dari infeksi invasif dan infeksi situs bedah, baik pada pasien immunocompromised dan pada individu imunokompeten. Spesies xerosis Corynebacterium diidentifikasi dalam kasus yang mencakup infeksi telinga, abses otak dan osteomielitis .

Urutan rancangan genom dua isolat muncul spesies Corynebacterium patogen manusia, yaitu: (i) C. minutissimum 1941, terisolasi dari pasien kanker dirawat di rumah sakit ;dan (ii) C. xerosis ATCC 373T, jenis strain dari spesies yang diisolasi dari debit telinga anak. Pada saat penyusunan karya ini, tidak ada perakitan genom lain yang tersedia untuk umum untuk spesies C. xerosis.

Kedua isolat skor identifikasi diberikan lebih tinggi dari 2,0 bila dianalisis dengan matriks dibantu laser yang desorpsi ionisasi-waktu spektrometri massa penerbangan (MALDI-TOF MS) menggunakan MALDI-Biotyper software v.2.0, dijelaskan sebelumnya (7). Analisis 16S ribosomal RNA juga sesuai dengan identifikasi diperoleh MALDI-TOF MS dan dengan metode biokimia konvensional.

 Gambar 1

Diagram Venn menunjukkan jumlah coding urutan bersama oleh empat spesies Corynebacterium dianalisis dalam penelitian ini.

DNA genomik dari isolat diekstraksi menggunakan minikit QIAamp DNA (Qiagen) protokol dan DNA sequencing dilakukan dengan 318 chip platform Ion Torrent PGM (Life Technologies), menggunakan perpustakaan fragmen. De novo perakitan urutan ke contigs dicapai dengan menggunakan MIRA (8) dan Spades (9) perakit, dan kurasi untuk mengurangi kesenjangan dilakukan dengan Lasergene v.11 Suite (DNASTAR). Urutan perakitan memproduksi total 42 contigs untuk C. minutissimum 1941 dan 152 contigs untuk C. xerosis ATCC 373T. Urutan rancangan genom dari mantan spesies memiliki panjang estimasi 2.780.059, dengan kandungan G + C dari 61,1%. Spesies yang terakhir menunjukkan ukuran genom estimasi 2.749.912, dengan kandungan G + C dari 68,7%. Anotasi otomatis menggunakan server RAST (10) diperbolehkan untuk identifikasi dari 2.547 gen encoding protein (PEG) dan 64 gen RNA dalam C. minutissimum 1941 genom; jumlah PEG dalam C. xerosis ATCC 373T genom adalah 2.613, dengan 56 gen RNA.

Untuk ketersediaan urutan genom seluruh sekarang memberikan kesempatan untuk mengevaluasi reaksi biokimia baru untuk meningkatkan tes identifikasi saat ini digunakan di laboratorium mikrobiologi klinik. Kami menggunakan lingkungan penjelasan SEED (http://www.theseed.org/) untuk menyelidiki dasar genom untuk beberapa fitur khas biokimia yang umum digunakan untuk membedakan ini "sulit-untuk-mengidentifikasi" spesies corynebacterial. Kami juga termasuk dalam perbandingan ini urutan genom tersedia untuk umum untuk C. striatum ATCC 6940 (ACGE00000000) dan C. amycolatum SK46 (NZ_ABZU00000000); spesies yang terakhir ini sering menghasilkan identifikasi ambigu sebagian besar dengan C. xerosis dan C. striatum. Tidak adanya gen yang mengkode enzim yang terlibat dalam pemanfaatan maltosa, seperti maltosa fosforilase (EC 2.4.1.8), adalah karakteristik khas dari C. striatum ATCC 6940 dibandingkan dengan spesies lain. Di sisi lain, aktivitas potensi pernapasan nitrat reduktase (EC 1.7.99.4) hanya terdeteksi dalam mengisolasi bersama dengan C. xerosis ATCC 373T, tapi tidak dalam C. amycolatum SK46 atau C. minutissimum 1941. Selain itu, potensi penyerapan galaktosa dan pemanfaatan juga tidak terdeteksi di C. minutissimum 1941.

Selanjutnya, seluruh sekuensing genom juga dapat membantu pengembangan metode diagnostik molekuler yang lebih akurat melalui deteksi spesies-spesifik gen target untuk identifikasi atau kerentanan terhadap obat profiling isolat ini. Analisis dengan server EDGAR (edgar.computational.bio.uni-giessen.de) diperbolehkan untuk mendeteksi 983 CDS bersama oleh empat isolat dievaluasi dalam penelitian ini. Yang paling penting, hal itu mungkin untuk mendeteksi sejumlah gen yang khas untuk setiap spesies, bila dibandingkan satu sama lain: C. xerosis (1040 CDS); C. striatum (700 CDS); C. minutissimum (605 CDS); dan C. amycolatum (514 CDS) (Gambar. 1). Nukleotida nomor aksesi urut. Seluruh proyek Genome Shotgun ini telah disimpan di DDBJ / EMBL / GenBank di bawah aksesi LAYS00000000 (C. xerosis ATCC 373T) dan LAYQ00000000 (C. minutissimum 1941). Versi yang dijelaskan dalam makalah ini adalah versi LAYS01000000 dan LAYQ01000000.

KESIMPULAN

Spesies Corynebacterium diphtheriae adalah bakteri penyebab infeksi pada manusia. Bakteri ini biasa digunakan dalam tes biokimia. Hasil ini akan membantu eksplorasi reaksi biokimia baru untuk meningkatkan tes identifikasi yang ada serta pengembangan metode identifikasi molekuler lebih akurat.