Published December 1, 2012 | Version v1
Publication Open

Genetic diversity among Toxoplasma gondii strains from different hosts and geographical regions revealed by sequence analysis of GRA5 gene

Creators

  • 1. South China Agricultural University
  • 2. Lanzhou Veterinary Research Institute
  • 3. Chinese Academy of Agricultural Sciences
  • 4. Hunan Agricultural University

Description

Abstract Background Toxoplasma gondii is a highly prevalent protozoan parasite infecting a wide range of animals and humans. The epidemiological and biological diversity of T. gondii has resulted in a high genetic variation and unusual population structure in this parasite. This study examined sequence diversity in dense granule 5 (GRA5) gene among T. gondii isolates from different hosts and geographical regions. Methods The entire genome region of the GRA5 gene was amplified and sequenced from 14 T. gondii isolates, and phylogenetic relationship among these T. gondii isolates was reconstructed using Bayesian inference (BI) and maximum parsimony (MP) based on the GRA5 sequences. Results The complete sequence of the GRA5 gene was 1614 bp in length for strains TgCatBr5 and MAS, but 1617 bp for the other 12 strains. Sequence analysis identified 41 (0–1.7%) variable nucleotide positions among all isolates, with 18 variations of these being in the coding region. Variable positions in the coding region resulted in 11 amino acid substitutions, and a deletion of 3 bp in the strains TgCatBr5 and MAS leading to the deletion of one amino acid. Sequence variations resulted in the existence of polymorphic restriction sites for endonucleases Aat II and Mlu I, allowing the differentiation of the three major clonal lineage types I, II and III by PCR-RFLP. Phylogenetic analyses using BI and MP supported the clear differentiation of the examined T. gondii strains into their respective genotypes. Conclusions This study demonstrated the existence of sequence variability in the GRA5 gene sequence among T. gondii isolates from different hosts and geographical regions, which allowed the differentiation of the examined T. gondii strains into their respective genotypes, suggesting that this highly polymorphic GRA5 locus may provide a new genetic marker for population genetic studies of T. gondii isolates.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الملخص الخلفية التوكسوبلازما الغوندية هي طفيلي أوّلي شائع للغاية يصيب مجموعة واسعة من الحيوانات والبشر. أدى التنوع الوبائي والبيولوجي لـ T. gondii إلى تباين وراثي مرتفع وبنية سكانية غير عادية في هذا الطفيل. فحصت هذه الدراسة تنوع التسلسل في جين الحبيبات الكثيفة 5 (GRA5) بين عزلات T. gondii من مضيفين ومناطق جغرافية مختلفة. تم تضخيم منطقة الجينوم بأكملها لجين GRA5 وتسلسلها من عزلات 14 T. gondii، وتم إعادة بناء العلاقة الوراثية بين عزلات T. gondii هذه باستخدام الاستدلال البايزي (BI) والحد الأقصى من الشحوم (MP) بناءً على تسلسل GRA5. النتائج كان التسلسل الكامل لجين GRA5 بطول 1614 نقطة أساس للسلالات TgCatBr5 و MAS، ولكن 1617 نقطة أساس للسلالات الـ 12 الأخرى. حدد تحليل التسلسل 41 موضعًا متغيرًا للنيوكليوتيدات (0-1.7 ٪) بين جميع العزلات، مع وجود 18 اختلافًا منها في منطقة الترميز. أدت المواضع المتغيرة في منطقة الترميز إلى 11 استبدالًا للأحماض الأمينية، وحذف 3 بي بي في سلالات TgCatBr5 و MAS مما أدى إلى حذف حمض أميني واحد. أدت اختلافات التسلسل إلى وجود مواقع تقييد متعددة الأشكال للنويدات الداخلية Aat II و Mlu I، مما يسمح بتمايز أنواع النسب النسيلي الرئيسية الثلاثة I و II و III بواسطة PCR - RFLP. دعمت التحليلات الوراثية باستخدام ذكاء الأعمال و MP التمايز الواضح لسلالات T. gondii التي تم فحصها في الأنماط الجينية الخاصة بكل منها. الاستنتاجات أظهرت هذه الدراسة وجود تباين في التسلسل في التسلسل الجيني GRA5 بين عزلات T. gondii من مضيفين ومناطق جغرافية مختلفة، مما سمح بتمايز سلالات T. gondii التي تم فحصها في أنماطها الجينية، مما يشير إلى أن موضع GRA5 متعدد الأشكال للغاية قد يوفر علامة وراثية جديدة للدراسات الوراثية السكانية لعزلات T. gondii.

Translated Description (French)

Résumé Contexte Toxoplasma gondii est un parasite protozoaire très répandu qui infecte un large éventail d'animaux et d'humains. La diversité épidémiologique et biologique de T. gondii a entraîné une forte variation génétique et une structure inhabituelle de la population de ce parasite. Cette étude a examiné la diversité des séquences dans le gène du granule dense 5 (GRA5) parmi les isolats de T. gondii provenant de différents hôtes et régions géographiques. Méthodes La région entière du génome du gène GRA5 a été amplifiée et séquencée à partir de 14 isolats de T. gondii, et la relation phylogénétique entre ces isolats de T. gondii a été reconstruite en utilisant l'inférence bayésienne (BI) et la parcimonie maximale (MP) basées sur les séquences GRA5. Résultats La séquence complète du gène GRA5 était de 1614 pb de longueur pour les souches TgCatBr5 et Mas, mais de 1617 pb pour les 12 autres souches. L'analyse de séquence a identifié 41 (0-1,7 %) positions de nucléotides variables parmi tous les isolats, dont 18 variations dans la région codante. Des positions variables dans la région codante ont entraîné 11 substitutions d'acides aminés et une délétion de 3 pb dans les souches TgCatBr5 et MAS conduisant à la délétion d'un acide aminé. Les variations de séquence ont entraîné l'existence de sites de restriction polymorphes pour les endonucléases Aat II et Mlu I, permettant la différenciation des trois principaux types de lignées clonales I, II et III par PCR-RFLP. Les analyses phylogénétiques utilisant BI et MP ont permis de différencier clairement les souches de T. gondii examinées en leurs génotypes respectifs. Conclusions Cette étude a démontré l'existence d'une variabilité de séquence dans la séquence du gène GRA5 parmi les isolats de T. gondii provenant de différents hôtes et régions géographiques, ce qui a permis la différenciation des souches de T. gondii examinées en leurs génotypes respectifs, suggérant que ce locus GRA5 hautement polymorphe peut fournir un nouveau marqueur génétique pour les études génétiques de population des isolats de T. gondii.

Translated Description (Spanish)

Resumen Antecedentes El Toxoplasma gondii es un parásito protozoario altamente prevalente que infecta a una amplia gama de animales y humanos. La diversidad epidemiológica y biológica de T. gondii ha dado como resultado una alta variación genética y una estructura poblacional inusual en este parásito. Este estudio examinó la diversidad de secuencias en el gen del gránulo denso 5 (GRA5) entre aislados de T. gondii de diferentes huéspedes y regiones geográficas. Métodos Toda la región del genoma del gen GRA5 se amplificó y secuenció a partir de 14 aislados de T. gondii, y la relación filogenética entre estos aislados de T. gondii se reconstruyó utilizando inferencia bayesiana (BI) y parsimonia máxima (MP) basada en las secuencias de GRA5. Resultados La secuencia completa del gen GRA5 tenía 1614 pb de longitud para las cepas TgCatBr5 y mas, pero 1617 pb para las otras 12 cepas. El análisis de secuencia identificó 41 (0–1.7%) posiciones de nucleótidos variables entre todos los aislados, con 18 variaciones de estas en la región codificante. Las posiciones variables en la región codificante dieron como resultado 11 sustituciones de aminoácidos y una deleción de 3 pb en las cepas TgCatBr5 y MAS que condujo a la deleción de un aminoácido. Las variaciones de secuencia dieron como resultado la existencia de sitios de restricción polimórficos para las endonucleasas Aat II y Mlu I, lo que permitió la diferenciación de los tres principales tipos de linaje clonal I, II y III mediante PCR-RFLP. Los análisis filogenéticos utilizando BI y MP respaldaron la clara diferenciación de las cepas de T. gondii examinadas en sus respectivos genotipos. Conclusiones Este estudio demostró la existencia de variabilidad de secuencia en la secuencia del gen GRA5 entre aislados de T. gondii de diferentes huéspedes y regiones geográficas, lo que permitió la diferenciación de las cepas de T. gondii examinadas en sus respectivos genotipos, lo que sugiere que este locus GRA5 altamente polimórfico puede proporcionar un nuevo marcador genético para estudios genéticos poblacionales de aislados de T. gondii.

Files

1756-3305-5-279.pdf

Files (422.1 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:0e4f31fb31bc0ef37f1edfa3221301b6
422.1 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تم الكشف عن التنوع الوراثي بين سلالات التوكسوبلازما الغوندية من مختلف المضيفين والمناطق الجغرافية من خلال تحليل تسلسل جين GRA5
Translated title (French)
Diversité génétique parmi les souches de Toxoplasma gondii provenant de différents hôtes et régions géographiques révélée par l'analyse de la séquence du gène GRA5
Translated title (Spanish)
Diversidad genética entre cepas de Toxoplasma gondii de diferentes huéspedes y regiones geográficas revelada por el análisis de secuencia del gen GRA5

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2168267320
DOI
10.1186/1756-3305-5-279

Is supplement to
https://openalex.org/W4291020611 (Other)
https://openalex.org/W3198344245 (Other)
https://openalex.org/W2419467805 (Other)
https://openalex.org/W2388596641 (Other)
https://openalex.org/W2386485630 (Other)
https://openalex.org/W2380438028 (Other)
https://openalex.org/W2376481486 (Other)
https://openalex.org/W2367171471 (Other)
https://openalex.org/W2363697777 (Other)
https://openalex.org/W2352103023 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W192198286
  • https://openalex.org/W1968571157
  • https://openalex.org/W1976820236
  • https://openalex.org/W1988012543
  • https://openalex.org/W1994107857
  • https://openalex.org/W2011233275
  • https://openalex.org/W2024661372
  • https://openalex.org/W2053846087
  • https://openalex.org/W2065498809
  • https://openalex.org/W2066208273
  • https://openalex.org/W2070402848
  • https://openalex.org/W2096300826
  • https://openalex.org/W2097382368
  • https://openalex.org/W2098736310
  • https://openalex.org/W2102384608
  • https://openalex.org/W2111180084
  • https://openalex.org/W2111868607
  • https://openalex.org/W2111954915
  • https://openalex.org/W2118412418
  • https://openalex.org/W2118948605
  • https://openalex.org/W2120348801
  • https://openalex.org/W2128841444
  • https://openalex.org/W2143402646
  • https://openalex.org/W2146058063
  • https://openalex.org/W2146771667
  • https://openalex.org/W2149456658
  • https://openalex.org/W2154994599
  • https://openalex.org/W2163454956
  • https://openalex.org/W2167592194
  • https://openalex.org/W2176770377
  • https://openalex.org/W4211140781