Comparative genomics and positive selection analysis in Corynebacterium pseudotuberculosis
Carregando...
Arquivos
Data
Autor(es)
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Genômica comparativa e análise de seleção positiva em Corynebacterium pseudotuberculosis
Primeiro orientador
Membros da banca
Francisco Pereira Lobo
Gabriel da Rocha Fernandes
Rogerio Margis
Georgios Joannis Pappas Júnior
Gabriel da Rocha Fernandes
Rogerio Margis
Georgios Joannis Pappas Júnior
Resumo
Corynebacterium pseudotuberculosis is a Gram-positive, facultative intracellular bacterium of
veterinary and medical importance with a global distribution. It infects a variety of mammals,
such as sheep, goats, horses, buffalo and humans, and causes economic losses in animal
production. Biovar Equi is nitrate positive and has horse and buffalo as exclusive hosts. Biovar
Ovis is nitrate negative and has preference for sheep and goats. Antibiotic treatments have
reduced efficiency due to the protection provided by bacteria sequestered in abscesses, and
current vaccines have different protection efficiency in different hosts. In order to know more
about the mechanisms of pathogenicity as well as the evolution of the species, we performed
comparative genome and genome-scale positive selection analysis. Genomes isolated from
buffalo hosts in the same disease outbreak were compared to each other and other C.
pseudotuberculosis strains. The characteristic that differentiated buffalo isolates from others
was a prophage containing the diphtheria toxin inserted into a pathogenicity island, suggesting
this as a requirement for this host infection. Phylogenomic analysis of 29 genomes of different
hosts and biovars suggested that Ovis is a monophyletic group derived from Equi. Positive
selection analysis identified 27 genes involved in adaptations of specific branches of C.
pseudotuberculosis, some of them are drug or vaccine targets. The results were combined
with data form literature to explain the genetic structure and evolution of C. pseudotuberculosis
based on an ecological diversification model.
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.
Assunto
Genética, Genômica, Corynebacterium, Seleção - Biologia
Palavras-chave
Comparative genomics, Positive selection, Corynebacterium