Insights into the evolutionary origins of clostridial neurotoxins from analysis of the Clostridium botulinum strain A neurotoxin gene cluster
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Clostridial neurotoxins (CNTs) are the most deadly toxins known and causal agents of botulism and tetanus neuroparalytic diseases. Despite considerable progress in understanding CNT structure and function, the evolutionary origins of CNTs remain a mystery as they are unique to Clostridium and possess a sequence and structural architecture distinct from other protein families. Uncovering the origins of CNTs would be a significant contribution to our understanding of how pathogens evolve and generate novel toxin families. RESULTS: The C. botulinum strain A genome was examined for potential homologues of CNTs. A key link was identified between the neurotoxin and the flagellin gene (CBO0798) located immediately upstream of the BoNT/A neurotoxin gene cluster. This flagellin sequence displayed the strongest sequence similarity to the neurotoxin and NTNH homologue out of all proteins encoded within C. botulinum strain A. The CBO0798 gene contains a unique hypervariable region, which in closely related flagellins encodes a collagenase-like domain. Remarkably, these collagenase-containing flagellins were found to possess the characteristic HEXXH zinc-protease motif responsible for the neurotoxin's endopeptidase activity. Additional links to collagenase-related sequences and functions were detected by further analysis of CNTs and surrounding genes, including sequence similarities to collagen-adhesion domains and collagenases. Furthermore, the neurotoxin's HCRn domain was found to exhibit both structural and sequence similarity to eukaryotic collagen jelly-roll domains. CONCLUSION: Multiple lines of evidence suggest that the neurotoxin and adjacent genes evolved from an ancestral collagenase-like gene cluster, linking CNTs to another major family of clostridial proteolytic toxins. Duplication, reshuffling and assembly of neighboring genes within the BoNT/A neurotoxin gene cluster may have lead to the neurotoxin's unique architecture. This work provides new insights into the evolution of C. botulinum neurotoxins and the evolutionary mechanisms underlying the origins of virulent genes.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,002 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».