2004
Comparative phage genomics of family Siphoviridae in Staphylococcus aureus
PANTŮČEK, Roman, Jiří DOŠKAŘ a Vladislava RŮŽIČKOVÁZákladní údaje
Originální název
Comparative phage genomics of family Siphoviridae in Staphylococcus aureus
Název česky
Srovnávací genomika fágů čeledi Siphoviridae u Staphylococcus aureus
Autoři
PANTŮČEK, Roman (203 Česká republika, garant), Jiří DOŠKAŘ (203 Česká republika) a Vladislava RŮŽIČKOVÁ (203 Česká republika)
Vydání
Charleston, South Carolina, USA, 11th International Symposium on Staphylococci & Staphylococcal Infections. Plenary Summaries & Poster Abstracts, s. 203-203, 2004
Nakladatel
Medical University of South Carolina
Další údaje
Jazyk
angličtina
Typ výsledku
Stať ve sborníku
Obor
Genetika a molekulární biologie
Stát vydavatele
Spojené státy
Utajení
není předmětem státního či obchodního tajemství
Odkazy
Kód RIV
RIV/00216224:14310/04:00010414
Organizační jednotka
Přírodovědecká fakulta
Klíčová slova anglicky
staphylococcus; bacteriophage
Štítky
Příznaky
Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 31. 10. 2008 15:02, prof. RNDr. Roman Pantůček, Ph.D.
V originále
The family Siphoviridae includes temperate bacteriophages that play an important role in biology of this species, usually changing its phenotype as a result of lysogenic conversion associated with some virulence factors. Understanding of bacteriophage carriage is important not only from an overall genomics standpoint concerning evolution and virulence of the bacterial strains but also in determination of a high genomic variability in S. aureus. In this work eighteen complete S. aureus temperate phage and prophage genomes of Siphoviridae were compared and classified into phage types. Thirteen complete phage sequences were obtained from GenBank database. The sequence of prophage resident in strain COL and those of MRSA strain 252 and MSSA strain 476 designated phi252A, phi252B, phi476A and phi476B were extracted from preliminary sequence data obtained from TIGR website (http://www.tigr.org/tdb/mdb/ mdbinprogress.html) and from the Sanger Institute (ftp://ftp.sanger.ac.uk/pub/pathogens/sa/), respectively. Bioinformatics tools for local and global sequence alignment, dot-plot matrix analysis and comparison of ORF maps were used for classification of phages. Comparison of phage DNA sequences present in S. aureus genomes revealed high diversity and mosaicism resulting from recombination and horizontal transfer of DNA. Based on sequence similarity the phages were classified as 3A-like phages, 11-like phages and 77-like phages. These phage groups represent tentative staphylococcal phage species of the Siphoviridae family. Conserved genomic sequences distinctive of the proposed phage species 3A, 11, 77, representative of phage serogroups A, B, F, were identified, characterized and verified in additional phage strains. They coding for tail structural proteins or tail fibers. Global DNA sequence alignment of finished S. aureus bacteriophage genomes indicated only four universally conserved DNA regions present in all staphylococcal phages and prophages classified into species 3A, 11 or 77. The search of sequences over 50 bp with 65% identity revealed: (i) a noncoding 57 bp sequence with 95% identity between the integrase (int) and excisionase (xis) genes, containing a putative regulatory site with two highly conserved inverted repeats; (ii) a 178 bp sequence of ÖPVL ORF38-homolog with 89% identity, but in some phages with noncoding function; (iii) a 125 bp conserved sequence inside rinB gene with 87% identity; and (iv) a noncoding 60 bp region with 82% identity upstream the site in which genes encoding staphylococcal enterotoxin A (sea) or P (sep) integrate. PCR primers designed for the above genes and DNA sequences were used for development of a multiplex PCR assay which enabled us not only to classify phages, but also to detect prophages in S. aureus genomes. Comparative analysis of phage genome sequences provided the basis for their taxonomic classification. In addition, prophage profiling performed by selective hybridization or multiplex PCR can be a new approach to S. aureus typing.
Česky
Čeleď Siphoviridae zahrnuje mírné bakteriofágy, které hrají významnou roli v biologii druhu S. aureus a obvykle mění jeho fenotyp lyzogenní konverzí spojenou s expresí několika genů pro faktory virulence. Znalost, jakou roli hraje lyzogenní stav má význam nejen z obecného molekulárně biologického hlediska týkajícího se virulence a evoluce stafylokokových kmenů, ale také pro stanovení značné genomové variability druhu S. aureus. V této práci bylo studováno 18 dokončených genomů mírných stafylokokových fágů nebo profágů čeledi Siphoviridae. Třináct genomů bylo převzato z databáze GenBank a dal�ích 5 bylo extrahováno z nedokončených stafylokokových genomů kmenů COL, MRSA 252 a MSSA 476. Pro klasifikaci 18 fágů do fágových typů a srovnání jejich genomů byly pou�ity metody bioinformatiky pro lokální a globální seřazení sekvencí, grafické vykreslení tečkových matricí a srovnání transkripčních map otevřených čtecích rámců. Provedená srovnávací analýza sekvencí genomů fágů ukázala jejich vysokou rozmanitost a mozaikový charakter, které jsou výsledkem rekombinací a horizontálního přenosu sekvencí. Na základě podobnosti sekvencí byly fágy klasifikovány do 3 skupin (typ 3A, typ 11 a typ 77). Typy 77 a 11 pak obsahovaly ka�dá 2 podskupiny. Tyto skupiny odpovídají předbě�ně navr�eným fágovým druhům stafylokokových fágů čeledi Siphoviridae. U předpokládaných fágových druhů byly identifikovány a na dal�ích kmenech fágů experimentálně ověřeny charakteristické konzervativní sekvence DNA, kódující strukturní proteiny fágových bičíků a vláken bičíků. PCR primery navr�ené pro vý�e zmíněné druhově specifické sekvence byly pou�ity pro vývoj a zavedení multiplex PCR reakce, která umo�ňuje klasifikaci fágů a detekci profágů v genomech S. aureus. Celkové srovnání sekvencí fágových genomů umo�nilo identifikaci 4 konzervativních oblastí přítomných u v�ech stafylokokových fágů čeledi Siphoviridae. K těmto oblastem patří sekvence s pravděpodobnou regulační funkcí mezi geny pro integrázu a excizionázu, sekvence homologu ORF38 fága PVL, sekvence genu rinB a nekódující sekvence oddělující bičíkovou a lytickou kazetu. Z výsledků práce vyplývá, �e srovnávací analýza fágových genomů poskytuje základ pro jejich taxonomickou klasifikaci. Stanovení obsahu profágů a jejich podrobná typizace provedená např. selektivní hybridizací navíc poskytuje nový přístup pro molekulární diagnostiku kmenů S. aureus.
Návaznosti
| GA203/03/0515, projekt VaV |
| ||
| GA301/02/1505, projekt VaV |
| ||
| MSM 143100008, záměr |
|