D 2004

Characterization of resident bacteriophages and their role in conversion of exfoliative toxin A production in Staphylococcus aureus

RŮŽIČKOVÁ, Vladislava, Mária PEKAROVÁ, Petr PETRÁŠ, Roman PANTŮČEK, Jiří DOŠKAŘ et. al.

Basic information

Original name

Characterization of resident bacteriophages and their role in conversion of exfoliative toxin A production in Staphylococcus aureus

Name in Czech

Charakterizace rezidentních bakteriofágů a jejich role v konverzi exfoliatin A produkujících kmenů Staphylococcus aureus

Authors

RŮŽIČKOVÁ, Vladislava (203 Czech Republic, guarantor), Mária PEKAROVÁ (703 Slovakia), Petr PETRÁŠ (203 Czech Republic), Roman PANTŮČEK (203 Czech Republic) and Jiří DOŠKAŘ (203 Czech Republic)

Edition

Charleston, South Carolina, USA, 11th International Symposium on Staphylococci & Staphylococcal Infections. Plenary Summaries & Poster Abstracts, p. 204-204, 2004

Publisher

Medical University of South Carolina

Other information

Language

English

Type of outcome

Stať ve sborníku

Field of Study

Genetics and molecular biology

Country of publisher

United States of America

Confidentiality degree

není předmětem státního či obchodního tajemství

References:

RIV identification code

RIV/00216224:14310/04:00010415

Organization unit

Faculty of Science

Keywords in English

staphylococcus; exfoliative toxin A; bacteriophage; lysogenic conversion

Tags

International impact, Reviewed
Změněno: 31/10/2008 15:02, prof. RNDr. Roman Pantůček, Ph.D.

Abstract

V originále

Two exfoliative toxins, ETA and ETB, produced by certain strains of S. aureus are the major causative agents of blistering skin disorders with the most severe form the Staphylococcal Scalded Skin Syndrome, primarily affecting infants and young children. The eta gene encoding ETA is located on the chromosome, whereas the etb gene encoding ETB is located on a large plasmid. Temperate bacteriophages carrying the eta gene and converting exfoliative toxin A production in S. aureus, have been recently, found. Eight bacteriophages isolated from 8 human ETA-positive strains of S. aureus by UV induction were classified into serogroups, screened for carriage of the eta gene by PCR, and characterized by HindIII restriction analysis. Three of them were used for the ETA conversion experiments. Location of prophages in lysogens was revealed by PFGE and ETA production was detected by RPLA. Five of the phages were classified into serogroup A (A-phages) and three into serogroup B (B-phages). Restriction enzyme HindIII cleavage analysis enabled us to distinguish three subtypes, A-1, A-2 and A-3, within serogroup A and two subtypes, B-1 and B-2, among serogroup B phages. PCR assay showed that all B-phages and three of five A-phages were outfitted with the structural gene for ETA. Phages, one of serogroup A and two of serogroup B, lysogenized ETA-negative S. aureus strains but only two lysogens which acquired the eta gene with B-phages were able to produce ETA. We found that the two B-phages integrated into the second largest SmaI fragment, whereas the A-phage integrated into the fourth largest SmaI fragment of the recipient strain. Human ETA-positive S. aureus strains carry prophages having their origin in phages of serogroups A, B or F. Our results indicate that the resident B-phages are mobile genetic elements that mediate the horizontal transfer of the eta gene among S. aureus strains and may have played an important role in the evolutionary processes among these pathogens.

In Czech

Bakteriální druh Staphylococcus aureus produkuje exfoliativní toxiny, které způsobují u lidí a zejména u kojenců kožní puchýřnaté onemocnění, jehož nejtěžší formou je syndrom opařené kůže. Gen eta kódující toxin ETA se nachází v DNA profága, což je genom mírného fága začleněný do chromozomu hostitelské bakterie. Mírné stafylofágy lyzogenní konverzí mění genetické a fenotypové vlastnosti hostitelského kmene. V této práci byly izolovány bakteriofágy z osmi ETA-pozitivních kmenů S. aureus. Metodou multiplex PCR bylo pět fágů zařazeno do serologické skupiny A a tři fágy do serologické skupiny B. PCR detekcí byl u nich prokázán strukturní gen eta. Všechny fágy byly charakterizovány restrikční analýzou DNA pomocí restriktázy HindIII takto: ve skupině A-fágů byly rozlišeny tři subtypy A-1, A-2 a A-3, zatímco u B-fágů byly rozlišeny dva subtypy, B-1a B-2. Tři fágy byly použity k přenosu genu eta do recipietního kmene. Jeden A-fág a dva B-fágy lyzogenizovaly ETA-negativní kmen S. aureus. Bylo zjištěno, že gen eta byl přenesen do recipientního kmene všemi třemi fágy, avšak pouze lyzogeny vzniklé po přenosu genu eta prostřednictvím B-fágů byly schopny produkovat exfoliativní toxin A. Lyzogenní kmeny vzniklé přijetím DNA A-fága neprodukovaly toxin ETA, i když ve svém genomu obsahovaly jeho gen eta. Pulzní gelovou elektroforézou bylo zjištěno, že genom A-fága se začlenil do čtvrtého největšího restrikčního SmaI fragmentu chromozomové DNA, zatímco genomy obou B-fágů se vložily do druhého největšího SmaI fragmentu. Naše výsledky ukázaly, že B-fágy přenášejí gen eta do ETA-negativního kmene a navozují u něj schopnost produkovat exfoliativní toxin A. Je pravděpodobné, že i v přirozených podmínkách je gen eta přenášen mezi kmeny S. aureus mírnými fágy, které lyzogenní konverzí přispívají k vzniku nových virulentních kmenů stafylokoků.

Links

GA301/02/1505, research and development project
Name: Molekulární diagnostika, epidemiologie a klasifikace klinicky významných grampozitivních koků
Investor: Czech Science Foundation, Molecular diagnostic, epidemiology and classification of pathogenic Gram positive cocci
MSM 143100008, plan (intention)
Name: Genomy a jejich funkce
Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, Genomes and their functions