Delayed lactose utilization among Shiga toxin-producing Escherichia coli of serogroup O121

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dc.contributor.author

Gill, Alexander

McMahon, Tanis

Dussault, Forest

Jinneman, Karen

Lindsey, Rebecca

Martin, Haley

Stoneburg, Devon

Strockbine, Nancy

Wetherington, June

Feng, Peter

dc.date.accessioned

2023-06-12T05:28:20Z

dc.date.available

2023-06-12T05:28:20Z

dc.date.issued

2021-09-15

dc.description - en

Lactose utilization can be used to identify E. coli. Half of Shiga toxin-producing E. coli of serotype O121 tested were found to delay lactose utilization, unless first cultured on lactose containing media. A genomic study was conducted to identify the mechanism.

dc.description.abstract - en

Two outbreaks of Shiga toxin-producing Escherichia coli O121:H19 associated with wheat flour, in the United States of America and Canada, involved strains with an unusual phenotype, delayed lactose utilization (DLU). These strains do not ferment lactose when initially cultured on MacConkey agar (MAC), but lactose fermentation occurs following subculture to a second plate of MAC. The prevalence of DLU was determined by examining the β-galactosidase activity of 49 strains of E. coli O121, and of 37 other strains of E. coli. Twenty four of forty three O121:H19 and one O121:NM displayed DLU. Two strains (O121:NM and O145:H34) did not have detectable β-galactosidase activity. β-glucuronidase activity of O121 strains was also determined. All but six DLU strains had normal β-glucuronidase activity. β-glucuronidase activity was suppressed on MAC for 17 of 23 O121 non-DLU strains. Genomic analysis found that DLU strains possessed an insertion sequence, IS600 (1267 bp), between lacZ (β-galactosidase) and lacY (β-galactoside permease), that was not present in strains exhibiting normal lactose utilization. The insert might reduce the expression of β-galactoside permease, delaying import of lactose, resulting in the DLU phenotype. The high probability of DLU should be considered when using lactose-containing media for the isolation of STEC O121.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

Deux épidémies d'Escherichia coli O121:H19 produisant la toxine Shiga et associées à la farine de blé, aux États-Unis d'Amérique et au Canada, impliquaient des souches présentant un phénotype inhabituel, l'utilisation retardée du lactose (DLU). Ces souches ne fermentent pas le lactose lorsqu'elles sont initialement cultivées sur la gélose MacConkey (MAC), mais la fermentation du lactose se produit après une sous-culture sur une deuxième plaque de MAC. La prévalence de la DLU a été déterminée en examinant l'activité β-galactosidase de 49 souches d'E. coli O121 et de 37 autres souches d'E. coli. Vingt-quatre des quarante-trois souches O121:H19 et une souche O121:NM ont présenté une DLU. Deux souches (O121:NM et O145:H34) n'avaient pas d'activité β-galactosidase détectable. L'activité β-glucuronidase des souches O121 a également été déterminée. Toutes les souches DLU, sauf six, avaient une activité β-glucuronidase normale. L'activité β-glucuronidase a été supprimée sur MAC pour 17 des 23 souches O121 non DLU. L'analyse génomique a révélé que les souches DLU possédaient une séquence d'insertion, IS600 (1267 pb), entre lacZ (β-galactosidase) et lacY (β-galactoside perméase), qui n'était pas présente dans les souches présentant une utilisation normale du lactose. L'insert pourrait réduire l'expression de la β-galactoside perméase, retardant ainsi l'importation de lactose, ce qui entraînerait le phénotype DLU. La forte probabilité de DLU doit être prise en compte lors de l'utilisation de milieux contenant du lactose pour l'isolement de STEC O121.

dc.description.fosrctranslation - fr

L'utilisation du lactose peut être utilisée pour identifier les E. coli. La moitié des E. coli du sérotype O121 produisant la toxine de Shiga testés se sont révélés retarder l'utilisation du lactose, à moins d'avoir été cultivés au préalable sur des milieux contenant du lactose. Une étude génomique a été menée pour identifier le mécanisme.

dc.identifier.doi

https://doi.org/10.1016/j.fm.2021.103903

dc.identifier.uri

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/685

dc.language.iso

en

dc.publisher

Elsevier

dc.subject - en

Health

Health and safety

dc.subject - fr

Santé

Santé et sécurité

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Health

Health and safety

dc.subject.fr - fr

Santé

Santé et sécurité

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Delayed lactose utilization among Shiga toxin-producing Escherichia coli of serogroup O121

dc.type - en

Article

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