Rapid adaptations of Legionella pneumophila to the human host
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Legionella pneumophila are host-adapted bacteria that infect and reproduce primarily in amoeboid protists. Using similar infection mechanisms, they infect human macrophages, and cause Legionnaires’ disease, an atypical pneumonia, and the milder Pontiac fever. We hypothesized that, despite these similarities, the hosts are different enough so that there exist high-selective value mutations that would dramatically increase the fitness of Legionella inside the human host. By comparing a large number of isolates from independent infections, we identified two genes, mutated in three unrelated patients, despite the short duration of the incubation period (2-14 days). One is a gene coding for an outer membrane protein (OMP) belonging to the OmpP1/FadL family. The clinical strain, carrying the mutated OMP homolog, grows faster in macrophages than the wild type strain, and thus appears to be better adapted to the human host. The other is a gene coding for a protein involved in cyclic-di-GMP regulation, which in turn modulates flagellar activity. As human-to-human transmission is very rare, fixation of these mutations into the population and spread into the environment is unlikely. Therefore, convergent evolution – here mutations in the same genes observed in independent human infections – could point to adaptations to the accidental human host. These results suggest that despite its ability to infect, replicate, and disperse from amoebae, L. pneumophila is not well adapted to the human host. Impact statement Legionella pneumophila is primarily infecting amoeboid protists, but occasionally infects human lung macrophages, causing Legionnaires’ disease, an atypical pneumonia. By comparing 171 isolates from patients to their probable environmental source, we identified 119 mutations that presumably occurred in-patient. Among these, several mutations occurred in the gene. In particular, two genes were mutated thrice, significantly more often than expected by chance alone, and are likely to represent adaptations to the human host. We experimentally show that, for one mutation at least, the mutated strain grows faster in human macrophages than in amoebae. By specifically investigating in-patient mutations, we were able to identify two genes that might be involved in human host-specific adaptations of L. pneumophila . This result suggests that L. pneumophila is not particularly well adapted to the human host, as mutations get fixed in-patient, during the short course of an infection (2-14 days), indicating a very high selective value. Data Summary The sequencing data generated in this study are available in the NCBI database under the BioProject accession number: PRJEB52976.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».