MedElevator
Войти в исследования Химерический геном Sphaerocaeta: непиральные спирошетки, которые ломаются с доминирующей догмой в спироше.
Аннотация
UNLABELLED: Spirochaetes — одна из нескольких бактериальных филей, для которых характерна объединяющая диагностическая особенность, а именно гелика морфология и моторность аксиальной перипласмической флагеллы. Их уникальная морфология и режим движения также являются основными патогенными факторами клинических спирошеток. Здесь мы описываем последовательности генома двух коксоидных изолирующих недавно описанного рода Sphaerocaeta, которые являются членами филюма Spirochaeets на основе гена 16S rRNA и целых геномных филогений. Интересно, что геномы Sphaerocaeta совершенно не имеют мокрости и сопутствующих генов трансдукции сигналов, присутствующих во всех последовательно спирошетических геномах. Дополнительный анализ показал, что отсутствие флагеллы связано с уникальной, нежесткой структурой стенки клеток, характеризующейся отсутствием генов транспептидаза и трансгликосилазы, что также является беспрецедентным в спироше. Геномы Sphaerocaeta высоко обогащены ферментацией и углеводородными метаболическими генами по сравнению с другими спирошетами, что указывает на ферментационный образ жизни. Примечательно, что большая часть обогащенных генов, как представляется, была приобретена из неспирошеток, особенно из клостридии, в ряде массовых горизонтальных процессов передачи генов (>40% от общего числа генов в каждом геноме). Такой высокий уровень прямого межфилумового генетического обмена крайне редки среди мезофильных организмов и имеет важные последствия для образования прокариотического дерева жизни. ВАЖНОСТЬ: Спиральная форма и мощность исторически были объединяющими отличительными чертами филю Спирошет. Эти особенности также представляют собой важные вирулентные факторы крайне инвазивных патогенных спироцитов, таких, как причинно-следственные агенты сифилиса и болезни Лайма. Благодаря интеграции последовательности генома, микроскопии и физиологических исследований мы убедительно продемонстрировали, что спиральная морфология и мощность спирошеток не являются универсальными морфологическими свойствами. В частности, мы обнаружили, что геномы членов недавно описанного рода Sphaerocaeta не имеют генов, кодирующих характерный аппарат флага, и, в отличие от большинства других спирошетов, приобрели много метаболических и ферментационных генов из клостридии. Эти выводы имеют серьезные последствия для изоляции и изучения спирошеток, диагностики болезней, вызываемых спирошетой, и восстановления эволюционной истории этого важного бактериального филюма. Геномы Sphaerochaeta открывают новые возможности для увязки экофизиологии с функциональными возможностями и эволюцией аппарата спирошета.
Название и аннотация на языке оригинала
The chimeric genome of Sphaerochaeta: nonspiral spirochetes that break with the prevalent dogma in spirochete biology.
UNLABELLED: Spirochaetes is one of a few bacterial phyla that are characterized by a unifying diagnostic feature, namely, the helical morphology and motility conferred by axial periplasmic flagella. Their unique morphology and mode of propulsion also represent major pathogenicity factors of clinical spirochetes. Here we describe the genome sequences of two coccoid isolates of the recently described genus Sphaerochaeta which are members of the phylum Spirochaetes based on 16S rRNA gene and whole-genome phylogenies. Interestingly, the Sphaerochaeta genomes completely lack the motility and associated signal transduction genes present in all sequenced spirochete genomes. Additional analyses revealed that the lack of flagella is associated with a unique, nonrigid cell wall structure hallmarked by a lack of transpeptidase and transglycosylase genes, which is also unprecedented in spirochetes. The Sphaerochaeta genomes are highly enriched in fermentation and carbohydrate metabolism genes relative to other spirochetes, indicating a fermentative lifestyle. Remarkably, most of the enriched genes appear to have been acquired from nonspirochetes, particularly clostridia, in several massive horizontal gene transfer events (>40% of the total number of genes in each genome). Such a high level of direct interphylum genetic exchange is extremely rare among mesophilic organisms and has important implications for the assembly of the prokaryotic tree of life.
IMPORTANCE
Spiral shape and motility historically have been the unifying hallmarks of the phylum Spirochaetes. These features also represent important virulence factors of highly invasive pathogenic spirochetes such as the causative agents of syphilis and Lyme disease. Through the integration of genome sequencing, microscopy, and physiological studies, we conclusively show that the spiral morphology and motility of spirochetes are not universal morphological properties. In particular, we found that the genomes of the members of the recently described genus Sphaerochaeta lack the genes encoding the characteristic flagellar apparatus and, in contrast to most other spirochetes, have acquired many metabolic and fermentation genes from clostridia. These findings have major implications for the isolation and study of spirochetes, the diagnosis of spirochete-caused diseases, and the reconstruction of the evolutionary history of this important bacterial phylum. The Sphaerochaeta sp. genomes offer new avenues to link ecophysiology with the functionality and evolution of the spirochete flagellar apparatus.
Предметные рубрики MeSH
Подготовка и перевод публикации
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Ошибки и ограничения
История · было → стало
Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.
Тип публикации указан по данным источника. Уровень доказательности автоматически не присваивается.