The Salmonella enterica Plasmidome as a Reservoir of Antibiotic Resistance
The Salmonella enterica Plasmidome as a Reservoir of Antibiotic Resistance
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- dc.contributor.author
- Emond-Rheault, Jean-Guillaume
- Hamel, Jérémie
- Jeukens, Julie
- Luca Freschi, Luca
- Kukavica-Ibrulj, Irena
- Boyle, Brian
- Tamber, Sandeep
- Malo, Danielle
- Franz, Eelco
- Burnett, Elton
- Daigle, France
- Arya, Gitanjali
- Sanderson, Kenneth
- Wiedmann, Martin
- Slawson, Robin M.
- Weadge, Joel T.
- Stephan, Roger
- Bekal, Sadjia
- Gruenheid, Samantha
- Goodridge, Lawrence D.
- Levesque, Roger C.
- dc.date.accessioned
- 2024-03-10T17:30:14Z
- dc.date.available
- 2024-03-10T17:30:14Z
- dc.date.issued
- 2020-07-08
- dc.description.abstract - en
- The emergence of multidrug-resistant bacterial strains worldwide has become a serious problem for public health over recent decades. The increase in antimicrobial resistance has been expanding via plasmids as mobile genetic elements encoding antimicrobial resistance (AMR) genes that are transferred vertically and horizontally. This study focuses on Salmonella enterica, one of the leading foodborne pathogens in industrialized countries. S. enterica is known to carry several plasmids involved not only in virulence but also in AMR. In the current paper, we present an integrated strategy to detect plasmid scaffolds in whole genome sequencing (WGS) assemblies. We developed a two-step procedure to predict plasmids based on i) the presence of essential elements for plasmid replication and mobility, as well as ii) sequence similarity to a reference plasmid. Next, to confirm the accuracy of the prediction in 1750 S. enterica short-read sequencing data, we combined Oxford Nanopore MinION long-read sequencing with Illumina MiSeq short-read sequencing in hybrid assemblies for 84 isolates to evaluate the proportion of plasmid that has been detected. At least one scaffold with an origin of replication (ORI) was predicted in 61.3% of the Salmonella isolates tested. The results indicated that IncFII and IncI1 ORIs were distributed in many S. enterica serotypes and were the most prevalent AMR genes carrier, whereas IncHI2A/IncHI2 and IncA/C2 were more serotype restricted but bore several AMR genes. Comparison between hybrid and short-read assemblies revealed that 81.1% of plasmids were found in the short-read sequencing using our pipeline. Through this process, we established that plasmids are prevalent in S. enterica and we also substantially expand the AMR genes in the resistome of this species.
- dc.description.abstract-fosrctranslation - fr
- L’émergence de souches bactériennes multirésistantes dans le monde est devenue un problème de santé publique majeur au cours des dernières décennies. L’augmentation de la résistance aux antimicrobiens s’est étendue via les plasmides en tant qu’éléments génétiques mobiles codant pour les gènes de résistance aux antimicrobiens (RAM) transférés verticalement et horizontalement. Cette étude se concentre sur Salmonella enterica, l'un des principaux agents pathogènes d'origine alimentaire dans les pays industrialisés. S. enterica est connu pour porter plusieurs plasmides impliqués non seulement dans la virulence mais également dans la RAM. Dans le présent article, nous présentons une stratégie intégrée pour détecter les échafaudages plasmidiques dans les assemblages de séquençage du génome entier (WGS). Nous avons développé une procédure en deux étapes pour prédire les plasmides basée sur i) la présence d'éléments essentiels à la réplication et à la mobilité des plasmides, ainsi que ii) la similarité de séquence avec un plasmide de référence. Ensuite, pour confirmer l'exactitude de la prédiction dans les données de séquençage à lecture courte de 1 750 S. enterica, nous avons combiné le séquençage à lecture longue d'Oxford Nanopore MinION avec le séquençage à lecture courte d'Illumina MiSeq dans des assemblages hybrides pour 84 isolats afin d'évaluer la proportion de plasmide qui a été détecté. Au moins un échafaudage avec une origine de réplication (ORI) a été prédit dans 61,3 % des isolats de Salmonella testés. Les résultats ont indiqué que les ORI IncFII et IncI1 étaient distribués dans de nombreux sérotypes de S. enterica et étaient les porteurs de gènes AMR les plus répandus, alors que IncHI2A/IncHI2 et IncA/C2 étaient plus restreints aux sérotypes mais portaient plusieurs gènes AMR. La comparaison entre les assemblages hybrides et à lecture courte a révélé que 81,1 % des plasmides ont été trouvés dans le séquençage à lecture courte utilisant notre pipeline. Grâce à ce processus, nous avons établi que les plasmides sont répandus chez S. enterica et nous avons également développé considérablement les gènes AMR dans le résistome de cette espèce.
- dc.identifier.doi
- https://doi.org/10.3390/microorganisms8071016
- dc.identifier.uri
- https://open-science.canada.ca/handle/123456789/2057
- dc.language.iso
- en
- dc.publisher
- MDPI
- dc.subject - en
- Health
- Health and safety
- dc.subject - fr
- Santé
- Santé et sécurité
- dc.subject.en - en
- Health
- Health and safety
- dc.subject.fr - fr
- Santé
- Santé et sécurité
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- The Salmonella enterica Plasmidome as a Reservoir of Antibiotic Resistance
- dc.type - en
- Article
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