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Le séquençage du génome entier d’isolats humains de Borrelia burgdorferi révèle des blocs liés d’éléments génomiques accessoires situés sur des plasmides et associés à la dissémination humaine

À l’aide de méthodes d’étude d’association génétique, nous identifions une signature génomique accessoire associée à la dissémination chez l’homme et définissons les plasmides et les gènes individuels qui composent cette signature.

Résumé

La maladie de Lyme est la maladie à transmission vectorielle la plus courante en Amérique du Nord et en Europe. Les manifestations cliniques de la maladie de Lyme varient en fonction de la genospecies de l’infectant Borrelia burgdorferi spirochète, mais les éléments génétiques microbiens sous-jacents à ces associations ne sont pas connus. Ici, nous rapportons la séquence entière du génome (WGS) et l’analyse de 299 B. Isolats de burgdorferi (Bb) dérivés des patients aux Etats-Unis orientaux et du Midwest et en Europe centrale. Nous développons une classification basée sur WGS des isolats de Bb , confirmons et étendons les résultats des systèmes précédents de typage à un et plusieurs locus, définissons les profils plasmidiques des isolats humain-infectieux de Bb , annotons le noyau et le lipoprotéome extérieur souche-variable, et identifions les lieux liés à l’infection disséminée. Un génome de noyau composé d’environ 900 cadres de lecture ouverts et d’un ensemble de noyaux de plasmides composé de lp17, lp25, lp36, lp28-3, lp28-4, lp54, et cp26 se trouvent dans presque tous les isolats. Les plasmides et les gènes variables de souche (accessoires) sont fortement corrélés avec la phylogénie. À l’aide de méthodes d’étude d’association génétique, nous identifions une signature génomique accessoire associée à la dissémination chez l’homme et définissons les plasmides et les gènes individuels qui composent cette signature. Les souches faisant partie du sous-groupe RST1/WGS A, en particulier un sous-ensemble marqué par le génotype A ospC, ont augmenté les taux de dissémination chez les humains. Les souches ospC de type A possèdent un ensemble unique d’éléments génétiques fortement liés, y compris la présence de plasmides lp56 et lp28-1 et d’un groupe de gènes qui peuvent contribuer à leur virulence accrue par rapport à d’autres génotypes. Ces caractéristiques des souches ospC de type A reflètent un paradigme plus large à travers les isolats de Bb , dans lesquels les génotypes quasi-clonaux sont définis par des grappes spécifiques à la souche d’éléments génétiques liés, en particulier ceux codant pour des lipoprotéines exposées à la surface. Ces grappes de gènes sont maintenues par des modèles spécifiques à la souche d’occupation du plasmide et sont associées à la probabilité d’infection invasive.

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