Analysis of the Molecular Diversity Among Cronobacter Species Isolated From Filth Flies Using Targeted PCR, Pan Genomic DNA Microarray, and Whole Genome Sequencing Analyses

Simple item page

Simple item page

Full item details

dc.contributor.author

Jang, Hyein

Chase, Hannah R.

Gangiredla, Jayanthi

Grim, Christopher J.

Patel, Isha R.

Kothary, Mahendra H.

Jackson, Scott A.

Mammel, Mark K.

Carter, Laurenda

Negrete, Flavia

Finkelstein, Samantha

Weinstein, Leah

Yan, QiongQiong

Iversen, Carol

Pagotto, Franco

Stephan, Roger

Lehner, Angelika

Eshwar, Athmanya K.

Fanning, Seamus

Farber, Jeffery

Gopinath, Gopal R.

Tall, Ben D.

Pava-Ripoll, Monica

dc.date.accessioned

2024-03-08T18:47:25Z

dc.date.available

2024-03-08T18:47:25Z

dc.date.issued

2020-09-24

dc.description.abstract - en

Cronobacter species are opportunistic pathogens capable of causing life-threatening infections in humans, with serious complications arising in neonates, infants, immuno-compromised individuals, and elderly adults. The genus is comprised of seven species: Cronobacter sakazakii, Cronobacter malonaticus, Cronobacter turicensis, Cronobacter muytjensii, Cronobacter dublinensis, Cronobacter universalis, and Cronobacter condimenti. Despite a multiplicity of genomic data for the genus, little is known about likely transmission vectors. Using DNA microarray analysis, in parallel with whole genome sequencing, and targeted PCR analyses, the total gene content of two C. malonaticus, three C. turicensis, and 14 C. sakazaki isolated from various filth flies was assessed. Phylogenetic relatedness among these and other strains obtained during surveillance and outbreak investigations were comparatively assessed. Specifically, microarray analysis (MA) demonstrated its utility to cluster strains according to species-specific and sequence type (ST) phylogenetic relatedness, and that the fly strains clustered among strains obtained from clinical, food and environmental sources from United States, Europe, and Southeast Asia. This combinatorial approach was useful in data mining for virulence factor genes, and phage genes and gene clusters. In addition, results of plasmidotyping were in agreement with the species identity for each strain as determined by species-specific PCR assays, MA, and whole genome sequencing. Microarray and BLAST analyses of Cronobacter fly sequence datasets were corroborative and showed that the presence and absence of virulence factors followed species and ST evolutionary lines even though such genes were orthologous. Additionally, zebrafish infectivity studies showed that these pathotypes were as virulent to zebrafish embryos as other clinical strains. In summary, these findings support a striking phylogeny amongst fly, clinical, and surveillance strains isolated during 2010–2015, suggesting that flies are capable vectors for transmission of virulent Cronobacter spp.; they continue to circulate among United States and European populations, environments, and that this “pattern of circulation” has continued over decades.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

Les espèces de Cronobacter sont des agents pathogènes opportunistes capables de provoquer des infections potentiellement mortelles chez l'homme, avec de graves complications chez les nouveau-nés, les nourrissons, les personnes immunodéprimées et les personnes âgées. Le genre comprend sept espèces : Cronobacter sakazakii, Cronobacter malonaticus, Cronobacter turicensis, Cronobacter muytjensii, Cronobacter dublinensis, Cronobacter universalis et Cronobacter condimenti. Malgré la multiplicité des données génomiques sur le genre, on sait peu de choses sur les vecteurs de transmission probables. À l’aide d’une analyse par puce à ADN, parallèlement au séquençage du génome entier et d’analyses PCR ciblées, le contenu génétique total de deux C. malonaticus, trois C. turicensis et 14 C. sakazaki isolés de diverses mouches sales a été évalué. La parenté phylogénétique entre ces souches et d'autres souches obtenues au cours de la surveillance et des enquêtes sur les épidémies a été évaluée de manière comparative. Plus précisément, l'analyse par puces à ADN (MA) a démontré son utilité pour regrouper les souches en fonction de leur parenté phylogénétique spécifique à l'espèce et au type de séquence (ST), et que les souches de mouches se regroupaient parmi les souches obtenues à partir de sources cliniques, alimentaires et environnementales des États-Unis, d'Europe et Asie du sud est. Cette approche combinatoire s'est avérée utile dans l'exploration de données sur les gènes des facteurs de virulence, ainsi que sur les gènes des phages et les groupes de gènes. De plus, les résultats du plasmidotypage étaient en accord avec l'identité de l'espèce pour chaque souche, déterminée par des tests PCR spécifiques à l'espèce, par MA et par séquençage du génome entier. Les analyses par puces à ADN et BLAST des ensembles de données de séquences de mouches Cronobacter étaient corroborantes et ont montré que la présence et l'absence de facteurs de virulence suivaient les espèces et les lignées évolutives ST, même si ces gènes étaient orthologues. De plus, des études sur l’infectiosité du poisson zèbre ont montré que ces pathotypes étaient aussi virulents envers les embryons de poisson zèbre que les autres souches cliniques. En résumé, ces résultats soutiennent une phylogénie frappante parmi les souches de mouches, cliniques et de surveillance isolées entre 2010 et 2015, suggérant que les mouches sont des vecteurs capables de transmettre des Cronobacter spp. virulentes ; ils continuent de circuler parmi les populations et les environnements américains et européens, et ce « modèle de circulation » s’est poursuivi pendant des décennies.

dc.identifier.doi

https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.561204

dc.identifier.uri

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/2034

dc.language.iso

en

dc.publisher

Frontiers Media

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

dc.title - en

Analysis of the Molecular Diversity Among Cronobacter Species Isolated From Filth Flies Using Targeted PCR, Pan Genomic DNA Microarray, and Whole Genome Sequencing Analyses

dc.type - en

Article

dc.type - fr

Article

Download(s)

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1

Name: Analysis of the Molecular Diversity Among Cronobacter Species Isolated From Filth Flies Using Targeted PCR, Pan Genomic DNA Microarray, and Whole Genome Sequencing Analyses.pdf

Size: 15.16 MB

Format: PDF

Download file