Comparative genomics and positive selection analysis in Corynebacterium pseudotuberculosis

Abstract

Corynebacterium pseudotuberculosis é uma bactéria Gram-positiva e intracelular facultativa de importância médica e veterinária. A espécie infecta uma variedade de mamíferos, como ovelhas, cabras, cavalos, búfalos e humanos, e causa perdas econômicas na produção animal. O biovar Equi é nitrato positivo e tem o cavalo e o búfalo como hospedeiros exclusivos. O biovar Ovis é nitrato negativo e tem preferência por ovinos e caprinos. Os tratamentos com antibióticos reduziram a eficiência, devido à proteção proporcionada pelos abscessos, e as vacinas atuais apresentam eficiência de proteção diferente em diferentes hospedeiros. Com o objetivo de conhecer melhor os mecanismos de patogenicidade e a evolução das espécies, realizamos análises de genômica comparativa e seleção positiva em escala genômica. Genomas isolados de hospedeiros bubalinos no mesmo surto da doença foram comparados entre si e com outras cepas de C. pseudotuberculosis. A característica que diferenciou isolados de búfalos de outros isolados foi um prófago contendo a toxina da difteria inserida em uma ilha de patogenicidade, sugerindo este prófago como um requisito para essa infecção deste hospedeiro. Análise de análise filogenômica de 29 genomas de diferentes hospedeiros e biovares sugeriu que Ovis é um grupo monofilético derivado de Equi. A análise de seleção positiva identificou 27 genes envolvidos em adaptações de ramos específicos de C. pseudotuberculosis, alguns deles são alvos de drogas ou vacinas. Os resultados foram combinados com a literatura de forma de dados para explicar a estrutura genética e evolução de C. pseudotuberculosis com base em um modelo de diversificação ecológica.