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Enregistrement W3204082626 · doi:10.1101/2021.09.30.462489

Large-scale comparative genomics of <i>Salmonella enterica</i> to refine the organization of the global <i>Salmonella</i> population structure

2021· preprint· en· W3204082626 sur OpenAlexaff
Chao Chun Liu, William Hsiao

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2021
Typepreprint
Langueen
DomaineAgricultural and Biological Sciences
ThématiqueSalmonella and Campylobacter epidemiology
Établissements canadiensSimon Fraser University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésBiologyPolyphylySalmonella entericaSerotypeSalmonellaGeneticsPopulationMultilocus sequence typingTypingIn silicoComparative genomicsGenomeGenomicsEvolutionary biologyComputational biologyPhylogeneticsVirologyGeneGenotype

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

1. Abstract Since the introduction of the White-Kauffmann-Le Minor (WKL) scheme for Salmonella serotyping, the nomenclature remains the most widely used for reporting the disease prevalence of Salmonella enterica across the globe. With the advent of whole genome sequencing (WGS), traditional serotyping has been increasingly replaced by in-silico methods that couple the detection of genetic variations in antigenic determinants with sequence-based typing. However, despite the integration of genomic-based typing by in-silico serotyping tools such as SeqSero2 and SISTR, in-silico serotyping in certain contexts remains ambiguous and insufficiently informative due to polyphyletic serovars. Furthermore, in spite of the widespread acknowledgement of polyphyly from genomic studies, the serotyping nomenclature remains unaltered. To prompt refinements to the Salmonella typing nomenclature for disease reporting, we herein performed a systematic characterization of putative polyphyletic serovars and the global Salmonella population structure by comparing 180,098 Salmonella genomes (representing 723 predicted serovars) from GenomeTrakr and PubMLST databases. We identified a range of core genome MLST typing thresholds that result in stable population structure, potentially suitable as the foundation of a genomic-based typing nomenclature for longitudinal surveillance. From the genomic comparisons of hundreds of predicted serovars, we demonstrated that in-silico serotyping classifications do not consistently reflect the population divergence observed at the genomic level. The organization of Salmonella subpopulations based on antigenic determinants can be confounded by homologous recombination and niche adaptation, resulting in shared classification of highly divergent genomes and misleading distinction between highly similar genomes. In consideration of the pivotal role of Salmonella serotyping, a compendium of putative polyphyletic serovars was compiled and made publicly available to provide additional context for future interpretations of in-silico serotyping results in disease surveillance settings. To refine the typing nomenclatures used in Salmonella surveillance reports, we foresee an improved typing scheme to be a hybrid that integrates both genomic and antigenic information such that the resolution from WGS is leveraged to improve the precision of subpopulation classifications while preserving the common names defined by the WKL scheme. Lastly, we stress the importance of controlled vocabulary integration for typing information in open data settings in order for the global Salmonella population dynamics to be fully trackable. 2. Impact Statement Salmonella enterica ( S. enterica ) is a major foodborne pathogen responsible for an annual incidence rate of more than 90 million cases of foodborne illnesses worldwide. To surveil the high order Salmonella lineages, compare disease prevalence across jurisdictions worldwide, and inform risk assessments, in-silico serotyping has been established as the gold standard for typing the bacteria. However, despite previous Salmonella genomic studies reporting discordance between phylogenomic clades and serovars, refinements have yet been made to the serotyping scheme. Here, we analyzed over 180,000 Salmonella genomes representing 723 predicted serovars to subdivide the population into evolutionarily stable clusters in order to propose a stable organization of the Salmonella population structure that can form the basis of a genomic-based typing scheme for the pathogen. We described numerous instances in which genomes between serotypes are more similar than genomes within a serotype to reflect the inconsistencies of subpopulation classifications based on antigenic determinants. Moreover, we found inconsistencies between predicted serovars and reported serovars which highlighted potential errors in existing in-silico serotyping tools and the need to implement controlled vocabularies for reporting Salmonella subtypes in public databases. The findings of our study aim to motivate the future development of a standardized genomic-based typing nomenclature that more accurately captures the natural populations of S. enterica . 3. Data Summary The assembly accession numbers of the genomes analyzed in this study (n = 204,952) and the associated metadata (e.g. sampling location, collection date, FTP address for retrieval) are documented in Table S1. The GenomeTrakr genomes were retrieved from the National Center for Biological Information GenBank database. The PubMLST genomes were retrieved using the BIGSdb API.

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)0,000
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: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,003

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

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

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 Opus0,014
Tête enseignante GPT0,217
Écart entre enseignants0,203 · 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

Citations0
Publié2021
Routes d'admission1
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