Published August 17, 2023
| Version v1
Publication
<i>Psychrobacter</i> Phage Encoding an Antibiotics Resistance Gene Represents a Novel Caudoviral Family
Creators
- 1. Ocean University of China
- 2. Universiti Malaysia Terengganu
- 3. University of Tasmania
- 4. Qingdao University
- 5. Affiliated Hospital of Qingdao University
Description
Psychrobacter is an important bacterial genus that is widespread in Antarctic and marine environments. However, to date, only two complete Psychrobacter phage sequences have been deposited in the NCBI database. Here, the novel Psychrobacter phage vB_PmaS_Y8A, infecting Psychrobacter HM08A, was isolated from sewage in the Qingdao area, China. The morphology of vB_PmaS_Y8A was characterized by transmission electron microscopy, revealing an icosahedral head and long tail. The genomic sequence of vB_PmaS_Y8A is linear, double-stranded DNA with a length of 40,226 bp and 44.1% G+C content, and encodes 69 putative open reading frames. Two auxiliary metabolic genes (AMGs) were identified, encoding phosphoadenosine phosphosulfate reductase and MarR protein. The first AMG uses thioredoxin as an electron donor for the reduction of phosphoadenosine phosphosulfate to phosphoadenosine phosphate. MarR regulates multiple antibiotic resistance mechanisms in Escherichia coli and is rarely found in viruses. No tRNA genes were identified and no lysogeny-related feature genes were detected. However, many similar open reading frames (ORFs) were found in the host genome, which may indicate that Y8A also has a lysogenic stage. Phylogenetic analysis based on the amino acid sequences of whole genomes and comparative genomic analysis indicate that vB_PmaS_Y8A contains a novel genomic architecture similar only to that of Psychrobacter phage pOW20-A, although at a low similarity. vB_PmaS_Y8A represents a new family-level virus cluster with 22 metagenomic assembled viral genomes, here named Minviridae. IMPORTANCE Although Psychrobacter is a well-known and important bacterial genus that is widespread in Antarctic and marine environments, genetic characterization of its phages is still rare. This study describes a novel Psychrobacter phage containing an uncharacterized antibiotic resistance gene and representing a new virus family, Minviridae. The characterization provided here will bolster current understanding of genomes, diversity, evolution, and phage-host interactions in Psychrobacter populations.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
البكتيريا النفسية هي جنس بكتيري مهم ينتشر على نطاق واسع في البيئات القطبية الجنوبية والبحرية. ومع ذلك، حتى الآن، تم إيداع تسلسلين كاملين فقط من عاثيات البكتيريا النفسية في قاعدة بيانات NCBI. هنا، تم عزل رواية عاثية البكتيريا النفسية vB_PmaS_Y8A، التي تصيب البكتيريا النفسية HM08A، من مياه الصرف الصحي في منطقة تشينغداو، الصين. تميزت مورفولوجيا vB_PmaS_Y8A بالفحص المجهري الإلكتروني للإرسال، وكشفت عن رأس ذو عشرين وجهًا وذيل طويل. التسلسل الجيني لـ vB_PmaS_Y8A هو حمض نووي خطي مزدوج السلسلة بطول 40,226 نقطة أساس و 44.1 ٪ محتوى G+C، ويشفر 69 إطار قراءة مفتوح مفترض. تم تحديد اثنين من الجينات الأيضية المساعدة (AMGs)، ترميز اختزال فوسفودنوزين فوسفوسلفات وبروتين MarR. يستخدم AMG الأول الثيوريدوكسين كمانح للإلكترون لتقليل فوسفات الفوسفوادينوزين إلى فوسفات الفوسفودينوزين. تنظم مقاومة الميكروبات للمضادات الحيوية آليات مقاومة المضادات الحيوية المتعددة في الإشريكية القولونية ونادراً ما توجد في الفيروسات. لم يتم تحديد جينات الحمض النووي الريبوزي الناقل (tRNA) ولم يتم اكتشاف أي جينات مميزة مرتبطة بتكوين الحالة. ومع ذلك، تم العثور على العديد من إطارات القراءة المفتوحة المماثلة (ORFs) في الجينوم المضيف، مما قد يشير إلى أن Y8A لديه أيضًا مرحلة تحلل. يشير التحليل الوراثي القائم على تسلسل الأحماض الأمينية للجينومات الكاملة والتحليل الجيني المقارن إلى أن vB_PmaS_Y8A يحتوي على بنية جينومية جديدة مماثلة فقط لبنية عاثية البكتيريا النفسية pOW20 - A، على الرغم من تشابهها المنخفض. vB_PmaS_Y8A يمثل مجموعة فيروسات جديدة على مستوى العائلة مع 22 جينوم فيروسي مجمع ميتاجيني، هنا يسمى Minviridae. الأهمية على الرغم من أن البكتيريا النفسية هي جنس بكتيري معروف ومهم ينتشر على نطاق واسع في البيئات القطبية الجنوبية والبحرية، إلا أن التوصيف الوراثي للعاثيات لا يزال نادرًا. تصف هذه الدراسة عاثية بكتيرية نفسية جديدة تحتوي على جين مقاومة للمضادات الحيوية غير مميز وتمثل عائلة فيروس جديدة، Minviridae. سيعزز التوصيف المقدم هنا الفهم الحالي للجينومات والتنوع والتطور وتفاعلات مضيف الملتهمة في مجموعات البكتيريا النفسية.Translated Description (French)
Psychrobacter est un genre bactérien important qui est répandu dans les environnements antarctiques et marins. Cependant, à ce jour, seules deux séquences complètes de phages de Psychrobacter ont été déposées dans la base de données NCBI. Ici, le nouveau phage Psychrobacter vB_PmaS_Y8A, infectant Psychrobacter HM08A, a été isolé à partir d'eaux usées dans la région de Qingdao, en Chine. La morphologie de vB_PmaS_Y8A a été caractérisée par microscopie électronique à transmission, révélant une tête icosaédrique et une longue queue. La séquence génomique de vB_PmaS_Y8A est un ADN double brin linéaire d'une longueur de 40 226 pb et d'une teneur en G+C de 44,1 %, et code pour 69 cadres de lecture ouverts présumés. Deux gènes métaboliques auxiliaires (AMG) ont été identifiés, codant pour la phosphoadénosine phosphosulfate réductase et la protéine MarR. Le premier AMG utilise la thiorédoxine comme donneur d'électrons pour la réduction du phosphosulfate de phosphoadénosine en phosphate de phosphoadénosine. MarR régule de multiples mécanismes de résistance aux antibiotiques chez Escherichia coli et se trouve rarement dans les virus. Aucun gène d'ARNt n'a été identifié et aucun gène caractéristique lié à la lysogénie n'a été détecté. Cependant, de nombreux cadres de lecture ouverts (ORF) similaires ont été trouvés dans le génome de l'hôte, ce qui peut indiquer que Y8A a également un stade lysogénique. L'analyse phylogénétique basée sur les séquences d'acides aminés de génomes entiers et l'analyse génomique comparative indiquent que vB_PmaS_Y8A contient une nouvelle architecture génomique similaire uniquement à celle du phage pOW20-A de Psychrobacter, bien qu'à une faible similitude. vB_PmaS_Y8A représente un nouveau groupe de virus au niveau familial avec 22 génomes viraux assemblés métagénomiques, ici nommés Minviridae. IMPORTANCE Bien que Psychrobacter soit un genre bactérien bien connu et important qui est répandu dans les environnements antarctiques et marins, la caractérisation génétique de ses phages est encore rare. Cette étude décrit un nouveau phage Psychrobacter contenant un gène de résistance aux antibiotiques non caractérisé et représentant une nouvelle famille de virus, les Minviridae. La caractérisation fournie ici renforcera la compréhension actuelle des génomes, de la diversité, de l'évolution et des interactions phage-hôte dans les populations de Psychrobacter.Translated Description (Spanish)
Psychrobacter es un género bacteriano importante que está muy extendido en los ambientes antárticos y marinos. Sin embargo, hasta la fecha, solo se han depositado dos secuencias completas de fagos de Psychrobacter en la base de datos del NCBI. Aquí, el nuevo fago Psychrobacter vB_PmaS_Y8A, que infecta a Psychrobacter HM08A, se aisló de las aguas residuales en el área de Qingdao, China. La morfología de vB_PmaS_Y8A se caracterizó por microscopía electrónica de transmisión, revelando una cabeza icosaédrica y una cola larga. La secuencia genómica de vB_PmaS_Y8A es ADN bicatenario lineal con una longitud de 40,226 pb y 44.1% de contenido de G+C, y codifica 69 supuestos marcos de lectura abiertos. Se identificaron dos genes metabólicos auxiliares (AMG), que codifican la fosfoadenosina fosfosulfato reductasa y la proteína MarR. El primer AMG utiliza tiorredoxina como donante de electrones para la reducción de fosfosulfato de fosfoadenosina a fosfato de fosfoadenosina. MarR regula múltiples mecanismos de resistencia a los antibióticos en Escherichia coli y rara vez se encuentra en los virus. No se identificaron genes de ARNt y no se detectaron genes de características relacionadas con la lisogenia. Sin embargo, se encontraron muchos marcos de lectura abiertos (ORF) similares en el genoma del huésped, lo que puede indicar que Y8A también tiene una etapa lisogénica. El análisis filogenético basado en las secuencias de aminoácidos de genomas completos y el análisis genómico comparativo indican que vB_PmaS_Y8A contiene una nueva arquitectura genómica similar solo a la del fago de Psychrobacter pOW20-A, aunque con una baja similitud. vB_PmaS_Y8A representa un nuevo grupo de virus a nivel familiar con 22 genomas virales metagenómicos ensamblados, aquí llamado Minviridae. IMPORTANCIA Aunque Psychrobacter es un género bacteriano bien conocido e importante que está muy extendido en ambientes antárticos y marinos, la caracterización genética de sus fagos aún es rara. Este estudio describe un nuevo fago de Psychrobacter que contiene un gen de resistencia a antibióticos no caracterizado y que representa una nueva familia de virus, Minviridae. La caracterización proporcionada aquí reforzará la comprensión actual de los genomas, la diversidad, la evolución y las interacciones fago-huésped en las poblaciones de Psychrobacter.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- <i>عاثية</i> البكتيريا النفسية ترميز جين مقاوم للمضادات الحيوية يمثل عائلة جديدة من الفيروسات الذيلية
- Translated title (French)
- Le Phage<i> Psychrobacter</i> codant un gène de résistance aux antibiotiques représente une nouvelle famille de caudoviraux
- Translated title (Spanish)
- El fago de<i> Psychrobacter</i> que codifica un gen de resistencia a antibióticos representa una nueva familia de codovirus
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4379376921
- DOI
- 10.1128/spectrum.05335-22
References
- https://openalex.org/W1496140844
- https://openalex.org/W1523335288
- https://openalex.org/W1544188722
- https://openalex.org/W1552724685
- https://openalex.org/W1572779399
- https://openalex.org/W1575475442
- https://openalex.org/W1651334937
- https://openalex.org/W1887714095
- https://openalex.org/W1895048061
- https://openalex.org/W1943307227
- https://openalex.org/W1951160149
- https://openalex.org/W1965160406
- https://openalex.org/W1966822396
- https://openalex.org/W1968611716
- https://openalex.org/W1983299426
- https://openalex.org/W1991727206
- https://openalex.org/W1995438865
- https://openalex.org/W1998601670
- https://openalex.org/W1999080741
- https://openalex.org/W2011804818
- https://openalex.org/W2012311806
- https://openalex.org/W2017727500
- https://openalex.org/W2032293502
- https://openalex.org/W2033632694
- https://openalex.org/W2044993855
- https://openalex.org/W2045860509
- https://openalex.org/W2047308649
- https://openalex.org/W2048729560
- https://openalex.org/W2051867490
- https://openalex.org/W2056514805
- https://openalex.org/W2057742269
- https://openalex.org/W2066082196
- https://openalex.org/W2082860967
- https://openalex.org/W2089295561
- https://openalex.org/W2093456277
- https://openalex.org/W2101629700
- https://openalex.org/W2102290091
- https://openalex.org/W2106341482
- https://openalex.org/W2119105026
- https://openalex.org/W2131271579
- https://openalex.org/W2137241577
- https://openalex.org/W2148049091
- https://openalex.org/W2189116376
- https://openalex.org/W2237414705
- https://openalex.org/W2257791903
- https://openalex.org/W2443458020
- https://openalex.org/W2443992611
- https://openalex.org/W2557612124
- https://openalex.org/W2587382807
- https://openalex.org/W2614343709
- https://openalex.org/W2745133479
- https://openalex.org/W2759689312
- https://openalex.org/W2764146873
- https://openalex.org/W2767882372
- https://openalex.org/W2789843538
- https://openalex.org/W2803878223
- https://openalex.org/W2884470329
- https://openalex.org/W2897109701
- https://openalex.org/W2903381708
- https://openalex.org/W2918925780
- https://openalex.org/W2940459311
- https://openalex.org/W2943223175
- https://openalex.org/W2950044547
- https://openalex.org/W2989244205
- https://openalex.org/W3083775487
- https://openalex.org/W3097008984
- https://openalex.org/W3097407122
- https://openalex.org/W3101377017
- https://openalex.org/W3156458251
- https://openalex.org/W3157715625
- https://openalex.org/W3199325068
- https://openalex.org/W3207237656
- https://openalex.org/W4229458626
- https://openalex.org/W4230550827
- https://openalex.org/W4234507044
- https://openalex.org/W4283824518
- https://openalex.org/W4285012464
- https://openalex.org/W4296060297
- https://openalex.org/W4304694713
- https://openalex.org/W4308177978