Three classes of plasmid (47-63 kb) carry the type B neurotoxin gene cluster of group II Clostridium botulinum

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dc.contributor.author

Carter, Andrew T.

Austinm, John W.

Weedmark, Kelly A.

Corbett, Cindi

Peck, Michael W.

dc.date.accessioned

2024-05-03T14:44:15Z

dc.date.available

2024-05-03T14:44:15Z

dc.date.issued

2014-07-30

dc.description.abstract - en

Pulsed-field gel electrophoresis and DNA sequence analysis of 26 strains of Group II (nonproteolytic) Clostridium botulinum type B4 showed that 23 strains carried their neurotoxin gene cluster on a 47-63 kb plasmid (three strains lacked any hybridization signal for the neurotoxin gene, presumably having lost their plasmid). Unexpectedly, no neurotoxin genes were found on the chromosome. This apparent constraint on neurotoxin gene transfer to the chromosome stands in marked contrast to Group I C. botulinum, in which neurotoxin gene clusters are routinely found in both locations. The three main classes of type B4 plasmid identified in this study shared different regions of homology, but were unrelated to any Group I or Group III plasmid. An important evolutionary aspect firmly links plasmid class to geographical origin, with one class apparently dominant in marine environments, whereas a second class is dominant in European terrestrial environments. A third class of plasmid is a hybrid between the other two other classes, providing evidence for contact between these seemingly geographically separated populations. Mobility via conjugation has been previously demonstrated for the type B4 plasmid of strain Eklund 17B, and similar genes associated with conjugation are present in all type B4 plasmids now described. A plasmid toxin-antitoxin system pemI gene located close to the neurotoxin gene cluster and conserved in each type B4 plasmid class may be important in understanding the mechanism which regulates this unique and unexpected bias toward plasmid-borne neurotoxin genes in Group II C. botulinum type B4.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

L'électrophorèse sur gel en champ pulsé et l'analyse de la séquence d'ADN de 26 souches du groupe II (non protéolytique) Clostridium botulinum type B4 ont montré que 23 souches portaient leur groupe de gènes de neurotoxine sur un plasmide de 47 à 63 kb (trois souches ne présentaient aucun signal d'hybridation pour le gène de la neurotoxine, vraisemblablement ayant perdu leur plasmide). De manière inattendue, aucun gène de neurotoxine n’a été trouvé sur le chromosome. Cette contrainte apparente sur le transfert de gènes de neurotoxines vers le chromosome contraste nettement avec le groupe I C. botulinum, dans lequel des groupes de gènes de neurotoxines sont régulièrement trouvés aux deux endroits. Les trois classes principales de plasmide de type B4 identifiées dans cette étude partageaient différentes régions d'homologie, mais n'étaient liées à aucun plasmide du groupe I ou du groupe III. Un aspect évolutif important lie fermement la classe des plasmides à l'origine géographique, avec une classe apparemment dominante dans les environnements marins, tandis qu'une seconde classe est dominante dans les environnements terrestres européens. Une troisième classe de plasmide est un hybride entre les deux autres classes, fournissant la preuve d'un contact entre ces populations apparemment géographiquement séparées. La mobilité via la conjugaison a déjà été démontrée pour le plasmide de type B4 de la souche Eklund 17B, et des gènes similaires associés à la conjugaison sont présents dans tous les plasmides de type B4 décrits maintenant. Un gène pemI du système plasmidique toxine-antitoxine situé à proximité du groupe de gènes de neurotoxine et conservé dans chaque classe de plasmide de type B4 peut être important pour comprendre le mécanisme qui régule ce biais unique et inattendu en faveur des gènes de neurotoxine plasmidiques du groupe II de type C. botulinum. B4.

dc.identifier.doi

https://doi.org/10.1093/gbe/evu164

dc.identifier.uri

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/2389

dc.language.iso

en

dc.publisher

Oxford University Press

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Health

Health and safety

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Santé

Santé et sécurité

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Three classes of plasmid (47-63 kb) carry the type B neurotoxin gene cluster of group II Clostridium botulinum

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