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Enregistrement W2740453795 · doi:10.1101/169292

<i>Vibrio cholerae</i> genomic diversity within and between patients

2017· preprint· en· W2740453795 sur OpenAlexafffund
Inès Levade, Yves Terrat, Jean‐Baptiste Leducq, Ana A. Weil, Leslie M. Mayo-Smith, Fahima Chowdhury, Ashraful Islam Khan, Jacques Boncy, Josiane Buteau, Louise C. Ivers, Edward T. Ryan, Richelle C. Charles, Stephen B. Calderwood, Firdausi Qadri, Jason B. Harris, Regina C. LaRocque, B. Jesse Shapiro

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2017
Typepreprint
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueVibrio bacteria research studies
Établissements canadiensUniversité de Montréal
Organismes subventionnairesCanadian Institutes of Health ResearchNational Institutes of HealthInternational Centre for Diarrhoeal Disease Research, BangladeshCanada Research ChairsStyrelsen för Internationellt UtvecklingssamarbeteGlobal Affairs CanadaDepartment for International DevelopmentRobert Wood Johnson Foundation
Mots-clésVibrio choleraeCholeraBiologyHorizontal gene transferGeneticsNonsynonymous substitutionPlasmidCholera toxinGeneGenetic diversityMicrobiologyPopulationGenomeBacteriaMedicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Cholera is a severe, waterborne diarrheal disease caused by toxin-producing strains of the bacterium Vibrio cholerae . Comparative genomics has revealed “waves” of cholera transmission and evolution, in which clones are successively replaced over decades and centuries. However, the extent of V. cholerae genetic diversity within an epidemic or even within an individual patient is poorly understood. Here, we characterized V. cholerae genomic diversity at a micro-epidemiological level within and between individual patients from Bangladesh and Haiti. To capture within-patient diversity, we isolated multiple (8 to 20) V. cholerae colonies from each of eight patients, sequenced their genomes and identified point mutations and gene gain/loss events. We found limited but detectable diversity at the level of point mutations within hosts (zero to three single nucleotide variants within each patient), and comparatively higher gene content variation within hosts (at least one gain/loss event per patient, and up to 103 events in one patient). Much of the gene content variation appeared to be due to gain and loss of phage and plasmids within the V. cholerae population, with occasional exchanges between V. cholerae and other members of the gut microbiota. We also show that certain intra-host variants have phenotypic consequences. For example, the acquisition of a Bacteroides plasmid and nonsynonymous mutations in a sensor histidine kinase gene both reduced biofilm formation, an important trait for environmental survival. Together, our results show that V. cholerae is measurably evolving within patients, with possible implications for disease outcomes and transmission dynamics. Author Summary Vibrio cholerae is the etiological agent of cholera, a severe diarrheal disease endemic to Bangladesh and responsible for global outbreaks, including one ongoing in Haiti. Certain bacterial pathogens can evolve and diversify within the human host, often altering virulence and antibiotic resistance. However, most examples of within-host evolution have come from chronic infections, in which the pathogen has sufficient time to mutate and diversify, and little attention has been paid to more acute infections such as the one caused by V. cholerae . The goal of this study was to measure the extent of within-host evolution of V. cholerae within individual infected patients. By sequencing multiple bacterial isolates_from each of eight patients from Bangladesh and Haiti, we found that cholera patients can harbor a diverse population of V. cholerae . As expected for an acute infection, this diversity is limited, ranging from zero to three point mutations (single nucleotide variants) per patient. However, gene gain/loss events are more prevalent than point mutations, occurring in every single patient, and sometimes involving the transfer of dozens of genes on plasmids. Even if rare, point mutations and gene gain/loss events may be maintained by natural selection, and can alter clinically-and environmentally-relevant phenotypes such as biofilm formation. Therefore, within-patient evolution has the potential to impact clinical and epidemiological outcomes. Together, our results demonstrate that within-patient evolution may be a general feature of both acute and chronic infections, and that gene gain/loss may be an important but under-appreciated feature of within-host evolution.

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,006

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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.

Tête enseignante Opus0,017
Tête enseignante GPT0,232
Écart entre enseignants0,215 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2017
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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