Corynebacterium pseudotuberculosis may be under anagenesis and biovar Equi forms biovar Ovis: a phylogenic inference from sequence and structural analysis
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Corynebacterium pseudotuberculosis pode estar sob anagênese e o biovar Equi forma o biovar Ovis: uma inferência filogenética a partir de análises de sequência e estrutura
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Resumo
Contexto: A Corynebacterium pseudotuberculosis pode ser classificada em dois biovares, ou biovares, com base em sua capacidade de reduzir nitrato. Cepas isoladas de ovelhas e cabras apresentam redução negativa de nitrato e são denominadas biovar Ovis, enquanto cepas isoladas de cavalos e bovinos exibem redução positiva de nitrato e são chamadas de biovar Equi. No entanto, evidências moleculares ainda não foram estabelecidas para compreender essa diferença, especificamente se essas cepas de C. pseudotuberculosis estão passando por um processo evolutivo.
Resultados:
A árvore de abrangência mínima ERIC 1 + 2, construída a partir de 367 cepas de C. pseudotuberculosis, mostrou que a grande maioria das cepas do biovar Ovis se agrupou, mas separadamente das cepas do biovar Equi, que também se agruparam entre si. Utilizando genes evolutivamente conservados ( rpoB, gapA, fusA e rsmE ) e suas respectivas sequências de aminoácidos, analisamos a relação filogenética entre dezoito cepas de C. pseudotuberculosis pertencentes aos biovares Ovis e Equi. Adicionalmente, realizamos uma análise de mutação pontual conservada com base na variação estrutural para elucidar as correlações genótipo-fenótipo e a especiação. Observamos que os biovares diferem em nível filogenético molecular e que uma provável anagênese está ocorrendo lentamente dentro da espécie C. pseudotuberculosis.
Conclusões:
Em conjunto, os resultados sugerem que o biovar Equi está dando origem ao biovar Ovis. No entanto, análises adicionais utilizando outros genes e outras cepas bacterianas são necessárias para corroborar ainda mais nossa hipótese de anagênese em C. pseudotuberculosis .
Abstract
Background:
Corynebacterium pseudotuberculosis can be classified into two biovars or biovars based on their nitrate-reducing ability. Strains isolated from sheep and goats show negative nitrate reduction and are termed biovar Ovis, while strains from horse and cattle exhibit positive nitrate reduction and are called biovar Equi. However, molecular evidence has not been established so far to understand this difference, specifically if these C. pseudotuberculosis strains are under an evolutionary process.
Results:
The ERIC 1 + 2 Minimum-spanning tree from 367 strains of C. pseudotuberculosis showed that the great majority of biovar Ovis strains clustered together, but separately from biovar Equi strains that also clustered amongst themselves. Using evolutionarily conserved genes (rpoB, gapA, fusA, and rsmE) and their corresponding amino acid sequences, we analyzed the phylogenetic relationship among eighteen strains of C. pseudotuberculosis belonging to both biovars Ovis and Equi. Additionally, conserved point mutation based on structural variation analysis was also carried out to elucidate the genotype-phenotype correlations and speciation. We observed that the biovars are different at the molecular phylogenetic level and a probable anagenesis is occurring slowly within the species C. pseudotuberculosis.
Conclusions:
Taken together the results suggest that biovar Equi is forming the biovar Ovis. However, additional analyses using other genes and other bacterial strains are required to further support our anagenesis hypothesis in C. pseudotuberculosis.
Assunto
Corynebacterium pseudotuberculosis, Filogenia, Evolução molecular
Palavras-chave
Corynebacterium pseudotuberculosis, Evolution, Molecular phylogeny, Structural biology
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https://link.springer.com/article/10.1186/s12866-016-0717-4