Published August 28, 2014
| Version v1
Publication
Open
Optimized Multilocus Sequence Typing (MLST) Scheme for Trypanosoma cruzi
Creators
- 1. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 2. National University of Salta
- 3. London School of Hygiene & Tropical Medicine
- 4. Maladies Infectieuses et Vecteurs: Écologie, Génétique, Évolution et Contrôle
- 5. Institut de Recherche pour le Développement
- 6. Centre National de la Recherche Scientifique
Description
Trypanosoma cruzi, the aetiological agent of Chagas disease possess extensive genetic diversity. This has led to the development of a plethora of molecular typing methods for the identification of both the known major genetic lineages and for more fine scale characterization of different multilocus genotypes within these major lineages. Whole genome sequencing applied to large sample sizes is not currently viable and multilocus enzyme electrophoresis, the previous gold standard for T. cruzi typing, is laborious and time consuming. In the present work, we present an optimized Multilocus Sequence Typing (MLST) scheme, based on the combined analysis of two recently proposed MLST approaches. Here, thirteen concatenated gene fragments were applied to a panel of T. cruzi reference strains encompassing all known genetic lineages. Concatenation of 13 fragments allowed assignment of all strains to the predicted Discrete Typing Units (DTUs), or near-clades, with the exception of one strain that was an outlier for TcV, due to apparent loss of heterozygosity in one fragment. Monophyly for all DTUs, along with robust bootstrap support, was restored when this fragment was subsequently excluded from the analysis. All possible combinations of loci were assessed against predefined criteria with the objective of selecting the most appropriate combination of between two and twelve fragments, for an optimized MLST scheme. The optimum combination consisted of 7 loci and discriminated between all reference strains in the panel, with the majority supported by robust bootstrap values. Additionally, a reduced panel of just 4 gene fragments displayed high bootstrap values for DTU assignment and discriminated 21 out of 25 genotypes. We propose that the seven-fragment MLST scheme could be used as a gold standard for T. cruzi typing, against which other typing approaches, particularly single locus approaches or systematic PCR assays based on amplicon size, could be compared.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تمتلك المثقبية الكروزية، العامل المسبب لمرض شاغاس، تنوعًا وراثيًا واسعًا. وقد أدى ذلك إلى تطوير عدد كبير من طرق الكتابة الجزيئية لتحديد كل من السلالات الوراثية الرئيسية المعروفة وللتوصيف الدقيق للأنماط الوراثية المختلفة متعددة البؤر داخل هذه السلالات الرئيسية. إن تسلسل الجينوم الكامل المطبق على أحجام العينات الكبيرة غير قابل للتطبيق حاليًا، كما أن الرحلان الكهربائي متعدد البؤر، وهو المعيار الذهبي السابق لكتابة T. cruzi، شاق ويستغرق وقتًا طويلاً. في العمل الحالي، نقدم مخططًا محسنًا لكتابة تسلسل متعدد البؤر (MLST)، استنادًا إلى التحليل المشترك لنهجين مقترحين حديثًا لكتابة تسلسل متعدد البؤر (MLST). هنا، تم تطبيق ثلاثة عشر شظية جينية متسلسلة على لوحة من سلالات T. cruzi المرجعية التي تشمل جميع السلالات الجينية المعروفة. سمح تسلسل 13 شظية بإسناد جميع السلالات إلى وحدات الطباعة المنفصلة المتوقعة (DTUs)، أو بالقرب من الحواف، باستثناء سلالة واحدة كانت غريبة عن TcV، بسبب الفقدان الواضح للزيجوتية المتغايرة في شظية واحدة. تمت استعادة Monophyly لجميع وحدات DTU، إلى جانب دعم bootstrap القوي، عندما تم استبعاد هذا الجزء لاحقًا من التحليل. تم تقييم جميع المجموعات الممكنة من المواضع وفقًا لمعايير محددة مسبقًا بهدف اختيار المجموعة الأنسب من بين شظيتين واثني عشر شظية، لمخطط MLST محسّن. تألف المزيج الأمثل من 7 مواضع وتميز بين جميع السلالات المرجعية في اللوحة، مع دعم الغالبية بقيم تمهيد قوية. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت لوحة مخفضة من 4 شظايا جينية فقط قيم تمهيد عالية لتخصيص DTU وتمييز 21 من أصل 25 نمطًا جينيًا. نقترح استخدام مخطط MLST المكون من سبعة أجزاء كمعيار ذهبي لكتابة T. cruzi، والتي يمكن مقارنة مناهج الكتابة الأخرى بها، لا سيما مناهج موضع واحد أو فحوصات PCR المنهجية بناءً على حجم الأمبليكون.Translated Description (French)
Trypanosoma cruzi, l'agent étiologique de la maladie de Chagas, possède une grande diversité génétique. Cela a conduit au développement d'une pléthore de méthodes de typage moléculaire pour l'identification à la fois des principales lignées génétiques connues et pour une caractérisation plus fine des différents génotypes multilocaux au sein de ces principales lignées. Le séquençage du génome entier appliqué à de grands échantillons n'est actuellement pas viable et l'électrophorèse enzymatique multilocus, l'étalon-or précédent pour le typage de T. cruzi, est laborieuse et prend du temps. Dans le présent travail, nous présentons un schéma optimisé de typage de séquence multilocus (MLST), basé sur l'analyse combinée de deux approches MLST récemment proposées. Ici, treize fragments de gènes concaténés ont été appliqués à un panel de souches de référence de T. cruzi englobant toutes les lignées génétiques connues. La concaténation de 13 fragments a permis l'attribution de toutes les souches aux unités de typage discrètes (DTU) prédites, ou quasi-clades, à l'exception d'une souche qui était une valeur aberrante pour le TcV, en raison de la perte apparente d'hétérozygotie dans un fragment. La monophyse pour tous les DTU, ainsi qu'un support bootstrap robuste, a été restaurée lorsque ce fragment a ensuite été exclu de l'analyse. Toutes les combinaisons possibles de loci ont été évaluées par rapport à des critères prédéfinis dans le but de sélectionner la combinaison la plus appropriée entre deux et douze fragments, pour un schéma MLST optimisé. La combinaison optimale était composée de 7 locus et discriminée entre toutes les souches de référence du panel, la majorité étant soutenue par des valeurs de bootstrap robustes. De plus, un panel réduit de seulement 4 fragments de gènes présentait des valeurs d'amorçage élevées pour l'attribution de DTU et discriminait 21 génotypes sur 25. Nous proposons que le schéma MLST à sept fragments puisse être utilisé comme étalon-or pour le typage de T. cruzi, par rapport auquel d'autres approches de typage, en particulier des approches à locus unique ou des tests PCR systématiques basés sur la taille de l'amplicon, pourraient être comparées.Translated Description (Spanish)
Trypanosoma cruzi, el agente etiológico de la enfermedad de Chagas, posee una amplia diversidad genética. Esto ha llevado al desarrollo de una gran cantidad de métodos de tipificación molecular para la identificación de los principales linajes genéticos conocidos y para una caracterización a menor escala de diferentes genotipos multilocus dentro de estos linajes principales. La secuenciación del genoma completo aplicada a grandes tamaños de muestra no es actualmente viable y la electroforesis enzimática multilocus, el estándar de oro anterior para la tipificación de T. cruzi, es laboriosa y requiere mucho tiempo. En el presente trabajo, presentamos un esquema optimizado de Multilocus Sequence Typing (MLST), basado en el análisis combinado de dos enfoques MLST recientemente propuestos. Aquí, se aplicaron trece fragmentos de genes concatenados a un panel de cepas de referencia de T. cruzi que abarcan todos los linajes genéticos conocidos. La concatenación de 13 fragmentos permitió la asignación de todas las cepas a las Unidades de Tipificación Discreta (DTU) predichas, o cerca de los clados, con la excepción de una cepa que fue un valor atípico para TcV, debido a la aparente pérdida de heterocigosidad en un fragmento. La monofilia para todas las DTU, junto con un sólido soporte de arranque, se restauró cuando este fragmento se excluyó posteriormente del análisis. Todas las combinaciones posibles de loci se evaluaron según criterios predefinidos con el objetivo de seleccionar la combinación más apropiada de entre dos y doce fragmentos, para un esquema MLST optimizado. La combinación óptima consistió en 7 loci y discriminó entre todas las cepas de referencia en el panel, con la mayoría respaldada por valores de arranque robustos. Además, un panel reducido de solo 4 fragmentos de genes mostró valores de arranque altos para la asignación de DTU y discriminó 21 de 25 genotipos. Proponemos que el esquema MLST de siete fragmentos podría usarse como un estándar de oro para la tipificación de T. cruzi, contra el cual podrían compararse otros enfoques de tipificación, particularmente enfoques de locus único o ensayos sistemáticos de PCR basados en el tamaño del amplicón.Files
journal.pntd.0003117&type=printable.pdf
Files
(631.8 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:4324c8474033bfb733bcd7e0d23db3cf
|
631.8 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- مخطط كتابة تسلسل متعدد البؤر (MLST) محسّن للمثقبية الكروزية
- Translated title (French)
- Schéma de typage de séquence multilocus optimisé (MLST) pour Trypanosoma cruzi
- Translated title (Spanish)
- Esquema de tipificación de secuencia multilocus optimizada (MLST) para Trypanosoma cruzi
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2168962275
- DOI
- 10.1371/journal.pntd.0003117
References
- https://openalex.org/W1567221943
- https://openalex.org/W1965981590
- https://openalex.org/W1968052557
- https://openalex.org/W1975261050
- https://openalex.org/W1979692840
- https://openalex.org/W1987784191
- https://openalex.org/W1988325090
- https://openalex.org/W1994995217
- https://openalex.org/W1996489389
- https://openalex.org/W1996687891
- https://openalex.org/W1998110890
- https://openalex.org/W1998576967
- https://openalex.org/W2000549799
- https://openalex.org/W2008908497
- https://openalex.org/W2009151113
- https://openalex.org/W2011873464
- https://openalex.org/W2021267302
- https://openalex.org/W2037329917
- https://openalex.org/W2044388526
- https://openalex.org/W2045346667
- https://openalex.org/W2049290286
- https://openalex.org/W2051329605
- https://openalex.org/W2052760269
- https://openalex.org/W2053485796
- https://openalex.org/W2059134652
- https://openalex.org/W2061246349
- https://openalex.org/W2074044001
- https://openalex.org/W2080926640
- https://openalex.org/W2085434874
- https://openalex.org/W2086589284
- https://openalex.org/W2089290086
- https://openalex.org/W2089968521
- https://openalex.org/W2090948051
- https://openalex.org/W2095101507
- https://openalex.org/W2096208713
- https://openalex.org/W2108643808
- https://openalex.org/W2109695781
- https://openalex.org/W2112479590
- https://openalex.org/W2113019075
- https://openalex.org/W2121757615
- https://openalex.org/W2125302790
- https://openalex.org/W2127223602
- https://openalex.org/W2129392035
- https://openalex.org/W2130234251
- https://openalex.org/W2132149924
- https://openalex.org/W2147830249
- https://openalex.org/W2151055938
- https://openalex.org/W2152450834
- https://openalex.org/W2153164685
- https://openalex.org/W2155147988
- https://openalex.org/W2156470173
- https://openalex.org/W2162122300
- https://openalex.org/W2163005628
- https://openalex.org/W2165471800
- https://openalex.org/W2167385634
- https://openalex.org/W2169307994
- https://openalex.org/W3133382011