Published December 12, 2022
| Version v1
Publication
Open
Identification of a conserved maxicircle and unique minicircles as part of the mitochondrial genome of Leishmania martiniquensis strain PCM3 in Thailand
Creators
- 1. Kasetsart University
- 2. Mahidol University
- 3. University of Glasgow
- 4. Phramongkutklao Hospital
Description
Abstract Background The mitochondrial DNA of trypanosomatids, including Leishmania , is known as kinetoplast DNAs (kDNAs). The kDNAs form networks of hundreds of DNA circles that are evidently interlocked and require complex RNA editing. Previous studies showed that kDNA played a role in drug resistance, adaptation, and survival of Leishmania . Leishmania martiniquensis is one of the most frequently observed species in Thailand, and its kDNAs have not been illustrated. Methods This study aimed to extract the kDNA sequences from Illumina short-read and PacBio long-read whole-genome sequence data of L. martiniquensis strain PCM3 priorly isolated from the southern province of Thailand. A circular maxicircle DNA was reconstructed by de novo assembly using the SPAdes program, while the minicircle sequences were retrieved and assembled by the rKOMIC tool. The kDNA contigs were confirmed by blasting to the NCBI database, followed by comparative genomic and phylogenetic analysis. Results We successfully constructed the complete circular sequence of the maxicircle (19,008 bp) and 214 classes of the minicircles from L. martiniquensis strain PCM3. The genome comparison and annotation showed that the maxicircle structure of L. martiniquensis strain PCM3 was similar to those of L. enriettii strain LEM3045 (84.29%), L. arabica strain LEM1108 (82.79%), and L. tarentolae (79.2%). Phylogenetic analysis also showed unique evolution of the minicircles of L. martiniquensis strain PCM3 from other examined Leishmania species. Conclusions This was the first report of the complete maxicircle and 214 minicircles of L. martiniquensis strain PCM3 using integrated whole-genome sequencing data. The information will be helpful for further improvement of diagnosis methods and monitoring genetic diversity changes of this parasite. Graphical abstract
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
خلفية مجردة يُعرف الحمض النووي للميتوكوندريا من المثقبيات، بما في ذلك الليشمانيا ، باسم الحمض النووي الحركي (kDNAs). تشكل kDNAs شبكات من مئات دوائر الحمض النووي التي من الواضح أنها متشابكة وتتطلب تحرير الحمض النووي الريبي المعقد. أظهرت الدراسات السابقة أن kDNA لعب دورًا في مقاومة الأدوية والتكيف والبقاء على قيد الحياة من الليشمانيا . الليشمانيا المارتينية هي واحدة من أكثر الأنواع المرصودة في تايلاند، ولم يتم توضيح kDNAs الخاصة بها. طرق تهدف هذه الدراسة إلى استخراج تسلسلات kDNA من بيانات تسلسل الجينوم الكامل ذات القراءة القصيرة و PacBio طويلة المدى لسلالة L. martiniquensis PCM3 المعزولة مسبقًا من المقاطعة الجنوبية لتايلاند. تم إعادة بناء الحمض النووي للدائرة العلوية الدائرية بواسطة التجميع الجديد باستخدام برنامج SPAdes، بينما تم استرداد تسلسلات الدائرة المصغرة وتجميعها بواسطة أداة rKOMIC. تم تأكيد وجود kDNA عن طريق التفجير إلى قاعدة بيانات NCBI، متبوعًا بتحليل جيني وسلالي مقارن. النتائج قمنا بنجاح ببناء التسلسل الدائري الكامل للدائرة القصوى (19،008 نقطة أساس) و 214 فئة من الدوائر الصغيرة من سلالة L. martiniquensis PCM3. أظهرت مقارنة الجينوم والتعليق التوضيحي أن بنية الدائرة القصوى لسلالة L. martiniquensis PCM3 كانت مماثلة لتلك الخاصة بسلالة L. enriettii LEM3045 (84.29 ٪)، L. arabica strain LEM1108 (82.79 ٪)، و L. tarentolae (79.2 ٪). أظهر التحليل الوراثي أيضًا تطورًا فريدًا للدوائر الدقيقة لسلالة L. martiniquensis PCM3 من أنواع الليشمانيا الأخرى التي تم فحصها. الاستنتاجات كان هذا هو التقرير الأول للدائرة القصوى الكاملة و 214 دائرة دقيقة من سلالة L. martiniquensis PCM3 باستخدام بيانات تسلسل الجينوم الكامل المتكاملة. ستكون المعلومات مفيدة لمزيد من التحسين في طرق التشخيص ومراقبة تغيرات التنوع الجيني لهذا الطفيلي. ملخص رسوميTranslated Description (French)
Résumé Contexte L'ADN mitochondrial des trypanosomatides, y compris le Leishmania , est connu sous le nom d'ADN kinétoplaste (ADNk). Les ADNk forment des réseaux de centaines de cercles d'ADN qui sont évidemment imbriqués et nécessitent une édition complexe de l'ARN. Des études antérieures ont montré que l'ADNk jouait un rôle dans la résistance aux médicaments, l'adaptation et la survie de la leishmaniose . Leishmania martiniquensis est l'une des espèces les plus fréquemment observées en Thaïlande, et ses ADNk n'ont pas été illustrés. Méthodes Cette étude visait à extraire les séquences d'ADNk des données de séquences du génome entier à lecture courte d'Illumina et à lecture longue de PacBio de la souche PCM3 de L. martiniquensis préalablement isolée de la province méridionale de Thaïlande. Un ADN circulaire en maxicer a été reconstruit par assemblage de novo à l'aide du programme SPAdes, tandis que les séquences en minicercle ont été récupérées et assemblées par l'outil rKOMIC. Les contigs d'ADNk ont été confirmés par dynamitage dans la base de données NCBI, suivi d'une analyse génomique et phylogénétique comparative. Résultats Nous avons construit avec succès la séquence circulaire complète du cercle maxic (19 008 pb) et 214 classes des minicercles de la souche PCM3 de L. martiniquensis. La comparaison et l'annotation du génome ont montré que la structure du cercle maxique de la souche PCM3 de L. martiniquensis était similaire à celle de la souche LEM3045 de L. enriettii (84,29 %), de la souche LEM1108 de L. arabica (82,79 %) et de L. tarentolae (79,2 %). L'analyse phylogénétique a également montré une évolution unique des minicercles de la souche PCM3 de L. martiniquensis par rapport à d'autres espèces de Leishmania examinées. Conclusions Il s'agissait du premier rapport du maxicircle complet et des 214 minicercles de la souche PCM3 de L. martiniquensis utilisant des données de séquençage du génome entier intégrées. Les informations seront utiles pour améliorer davantage les méthodes de diagnostic et surveiller les changements de diversité génétique de ce parasite. Résumé graphiqueTranslated Description (Spanish)
Antecedentes abstractos El ADN mitocondrial de los tripanosomátidos, incluida Leishmania , se conoce como ADN de cinetoplastos (ADNk). Los ADNk forman redes de cientos de círculos de ADN que están evidentemente entrelazados y requieren una edición compleja del ARN. Estudios previos mostraron que el ADNk desempeñó un papel en la resistencia a los medicamentos, la adaptación y la supervivencia de Leishmania . Leishmania martiniquensis es una de las especies más frecuentemente observadas en Tailandia, y sus ADNk no han sido ilustrados. Métodos Este estudio tuvo como objetivo extraer las secuencias de ADNk de los datos de la secuencia del genoma completo de lectura corta de Illumina y de lectura larga de PacBio de la cepa PCM3 de L. martiniquensis previamente aislada de la provincia del sur de Tailandia. Se reconstruyó un ADN de maxicírculo circular mediante ensamblaje de novo utilizando el programa SPAdes, mientras que las secuencias de minicírculo se recuperaron y ensamblaron mediante la herramienta rKOMIC. Los cóntigos de ADNk se confirmaron mediante voladura a la base de datos NCBI, seguido de un análisis genómico y filogenético comparativo. Resultados Construimos con éxito la secuencia circular completa del maxicírculo (19.008 pb) y 214 clases de los minicírculos de la cepa PCM3 de L. martiniquensis. La comparación y anotación del genoma mostró que la estructura del maxicírculo de la cepa PCM3 de L. martiniquensis era similar a la de la cepa LEM3045 de L. enriettii (84,29%), la cepa LEM1108 de L. arabica (82,79%) y la L. tarentolae (79,2%). El análisis filogenético también mostró una evolución única de los minicírculos de la cepa PCM3 de L. martiniquensis de otras especies de Leishmania examinadas. Conclusiones Este fue el primer informe del maxicírculo completo y 214 minicírculos de la cepa PCM3 de L. martiniquensis utilizando datos integrados de secuenciación del genoma completo. La información será útil para mejorar aún más los métodos de diagnóstico y monitorear los cambios en la diversidad genética de este parásito. Resumen gráficoFiles
s13071-022-05592-1.pdf
Files
(6.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:828cd8134ff0e70c3c0aac5b343ea665
|
6.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحديد الدائرة العليا المحفوظة والدوائر الصغيرة الفريدة كجزء من جينوم الميتوكوندريا لسلالة ليشمانيا مارتينيكسيس PCM3 في تايلاند
- Translated title (French)
- Identification d'un cercle maxique conservé et de minicercles uniques dans le génome mitochondrial de la souche PCM3 de Leishmania martiniquensis en Thaïlande
- Translated title (Spanish)
- Identificación de un maxicírculo conservado y minicírculos únicos como parte del genoma mitocondrial de la cepa PCM3 de Leishmania martiniquensis en Tailandia
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4311577546
- DOI
- 10.1186/s13071-022-05592-1
References
- https://openalex.org/W1494182669
- https://openalex.org/W1907046135
- https://openalex.org/W1964684415
- https://openalex.org/W1969687838
- https://openalex.org/W1973423766
- https://openalex.org/W1974637759
- https://openalex.org/W1991330646
- https://openalex.org/W2000161146
- https://openalex.org/W2022233223
- https://openalex.org/W2022367345
- https://openalex.org/W2029066131
- https://openalex.org/W2032824633
- https://openalex.org/W2041877620
- https://openalex.org/W2054304937
- https://openalex.org/W2054557030
- https://openalex.org/W2055043387
- https://openalex.org/W2055666215
- https://openalex.org/W2068025160
- https://openalex.org/W2083130602
- https://openalex.org/W2086042583
- https://openalex.org/W2096885608
- https://openalex.org/W2098466396
- https://openalex.org/W2098932856
- https://openalex.org/W2105329815
- https://openalex.org/W2108234281
- https://openalex.org/W2109942566
- https://openalex.org/W2127096898
- https://openalex.org/W2127774996
- https://openalex.org/W2128964206
- https://openalex.org/W2134040145
- https://openalex.org/W2135677342
- https://openalex.org/W2137089598
- https://openalex.org/W2141052558
- https://openalex.org/W2142678478
- https://openalex.org/W2143406908
- https://openalex.org/W2154142754
- https://openalex.org/W2158266834
- https://openalex.org/W2158714788
- https://openalex.org/W2163910672
- https://openalex.org/W2167835414
- https://openalex.org/W2168799765
- https://openalex.org/W2170094803
- https://openalex.org/W2175937027
- https://openalex.org/W2178637309
- https://openalex.org/W2179507357
- https://openalex.org/W2317363960
- https://openalex.org/W2578070438
- https://openalex.org/W2584298728
- https://openalex.org/W2615004732
- https://openalex.org/W2766946295
- https://openalex.org/W2768868372
- https://openalex.org/W2799524357
- https://openalex.org/W2804248415
- https://openalex.org/W2808213715
- https://openalex.org/W2809105943
- https://openalex.org/W2914079254
- https://openalex.org/W2951563276
- https://openalex.org/W2963963068
- https://openalex.org/W2964163748
- https://openalex.org/W2976530593
- https://openalex.org/W3004755070
- https://openalex.org/W3087322838
- https://openalex.org/W3088836759
- https://openalex.org/W3131055609
- https://openalex.org/W3159815471
- https://openalex.org/W3170847438
- https://openalex.org/W3173655749
- https://openalex.org/W3182732047
- https://openalex.org/W3186534669
- https://openalex.org/W3191524500
- https://openalex.org/W3198418708
- https://openalex.org/W3203829406
- https://openalex.org/W4206968760
- https://openalex.org/W4220713215
- https://openalex.org/W4221135256
- https://openalex.org/W4223909076
- https://openalex.org/W4282969552
- https://openalex.org/W998636016