Leveraging CRISPR-Cas to Examine the Interplay Between Legionella pneumophila and Mobile Genetic Elements
Notice bibliographique
Résumé
Legionella pneumophila is a Gram-negative, intracellular bacterium and an accidental human pathogen. Much of the research to date has focused on L. pneumophila's ability to cause disease, and while this is important for developing treatments, studying the factors that influence its environmental persistence is critical to mitigating future outbreaks of disease. To this end, I focused on leveraging the CRISPR-Cas adaptive immune system to examine the impact that mobile genetic elements could have on L. pneumophila. I provided bioinformatic and experimental evidence to support the hypothesis that plasmid-based CRISPR-Cas systems are likely circulated by horizontal gene transfer, then leveraged by the bacterium to strengthen and restore its defences against environmental threats. Next, I expanded on our lab's previous work to generate a comprehensive, bioinformatic catalogue of the mobile genetic elements that L. pneumophila encounters in its environment. Using an expanded catalogue of CRISPR spacer sequences and a custom bioinformatics workflow, I showed that one or more lytic gokushoviruses and the prophage-like Legionella mobile element-1 (LME-1) are frequently encountered by L. pneumophila, providing the first evidence that the bacterium is challenged by lytic phages in the environment. In light of my findings, I re-visited the hypothesis that LME-1 could form phage-like particles under one or more experimental conditions, as opposed to being a phage remnant. I used transmission electron microscopy to show that under axenic growth conditions in rich media, LME-1 could form podophage-like particles, and that these particles were abolished in LME-1 mutants. I also showed that the LME-1 genome was protected from DNase treatment in extracellular fractions, and that a Xer recombinase, XerL, was implicated in LME-1 excision. Finally, I designed and validated a new assay to assess if the LME-1 phage-like particle is required for transfer between Legionella strains. Taken together, the data presented in my graduate research thesis highlight the role that mobile genetic elements could have on L. pneumophila's environmental persistence, and provide avenues for future research to mitigate outbreaks of Legionnaires' disease.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 ».