Published June 21, 2011
| Version v1
Publication
Open
Multilocus Sequence Typing (MLST) for Lineage Assignment and High Resolution Diversity Studies in Trypanosoma cruzi
Creators
- 1. London School of Hygiene & Tropical Medicine
- 2. Instituto de Investigação Científica Tropical
- 3. Universidad Nacional de Asunción
- 4. National University of Salta
- 5. Central University of Venezuela
Description
Multilocus sequence typing (MLST) is a powerful and highly discriminatory method for analysing pathogen population structure and epidemiology. Trypanosoma cruzi, the protozoan agent of American trypanosomiasis (Chagas disease), has remarkable genetic and ecological diversity. A standardised MLST protocol that is suitable for assignment of T. cruzi isolates to genetic lineage and for higher resolution diversity studies has not been developed.We have sequenced and diplotyped nine single copy housekeeping genes and assessed their value as part of a systematic MLST scheme for T. cruzi. A minimum panel of four MLST targets (Met-III, RB19, TcGPXII, and DHFR-TS) was shown to provide unambiguous assignment of isolates to the six known T. cruzi lineages (Discrete Typing Units, DTUs TcI-TcVI). In addition, we recommend six MLST targets (Met-II, Met-III, RB19, TcMPX, DHFR-TS, and TR) for more in depth diversity studies on the basis that diploid sequence typing (DST) with this expanded panel distinguished 38 out of 39 reference isolates. Phylogenetic analysis implies a subdivision between North and South American TcIV isolates. Single Nucleotide Polymorphism (SNP) data revealed high levels of heterozygosity among DTUs TcI, TcIII, TcIV and, for three targets, putative corresponding homozygous and heterozygous loci within DTUs TcI and TcIII. Furthermore, individual gene trees gave incongruent topologies at inter- and intra-DTU levels, inconsistent with a model of strict clonality.We demonstrate the value of systematic MLST diplotyping for describing inter-DTU relationships and for higher resolution diversity studies of T. cruzi, including presence of recombination events. The high levels of heterozygosity will facilitate future population genetics analysis based on MLST haplotypes.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
كتابة التسلسل متعدد البؤر (MLST) هي طريقة قوية وتمييزية للغاية لتحليل البنية السكانية الممرضة وعلم الأوبئة. المثقبية الكروزية، العامل الأولي لداء المثقبيات الأمريكي (مرض شاغاس)، لديها تنوع وراثي وبيئي ملحوظ. لم يتم تطوير بروتوكول MLST موحد مناسب لتعيين T. cruzi المعزول للنسب الوراثي ولدراسات التنوع عالية الدقة. لقد قمنا بتسلسل وتنميط تسعة جينات تدبير منزلي من نسخة واحدة وتقييم قيمتها كجزء من مخطط MLST منهجي لـ T. cruzi. تم عرض لوحة الحد الأدنى من أربعة أهداف MLST (Met - III و RB19 و TcGPXII و DHFR - TS) لتوفير تعيين لا لبس فيه للعزلات إلى سلالات T. cruzi الستة المعروفة (وحدات الطباعة المنفصلة، DTUs TcI - TCVI). بالإضافة إلى ذلك، نوصي بستة أهداف MLST (Met - II و Met - III و RB19 و TcMPX و DHFR - TS و TR) لمزيد من دراسات التنوع المتعمقة على أساس أن كتابة التسلسل ثنائي الصيغة الصبغية (DST) مع هذه اللوحة الموسعة تميز 38 من أصل 39 عزل مرجعي. يشير التحليل الوراثي إلى تقسيم فرعي بين عزلات TcIV في أمريكا الشمالية والجنوبية. كشفت بيانات تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة (SNP) عن مستويات عالية من تغاير الزيجوت بين DTUs TcI و TcIII و TcIV، وبالنسبة لثلاثة أهداف، مواقع متماثلة الزيجوت ومتغايرة الزيجوت المفترضة داخل DTUs TcI و TcIII. علاوة على ذلك، أعطت أشجار الجينات الفردية طوبولوجيا غير متناسقة على مستويات بين وداخل DTU، غير متسقة مع نموذج الاستنساخ الصارم. نوضح قيمة تنميط MLST المنهجي لوصف العلاقات بين DTU ودراسات التنوع عالية الدقة لـ T. cruzi، بما في ذلك وجود أحداث إعادة التركيب. ستسهل المستويات العالية من تغاير الزيجوت تحليل الوراثة السكانية في المستقبل بناءً على الأنماط الفردية MLST.Translated Description (French)
Le typage de séquences multilocus (MLST) est une méthode puissante et hautement discriminatoire pour analyser la structure des populations d'agents pathogènes et l'épidémiologie. Trypanosoma cruzi, l'agent protozoaire de la trypanosomiase américaine (maladie de Chagas), présente une diversité génétique et écologique remarquable. Un protocole MLST standardisé adapté à l'attribution d'isolats de T. cruzi à la lignée génétique et aux études de diversité à plus haute résolution n'a pas été développé. Nous avons séquencé et diplotypé neuf gènes d'entretien à copie unique et évalué leur valeur dans le cadre d'un schéma MLST systématique pour T. cruzi. Il a été démontré qu'un panel minimum de quatre cibles MLST (Met-III, RB19, TcGPXII et DHFR-TS) permettait d'attribuer sans ambiguïté des isolats aux six lignées connues de T. cruzi (unités de typage discrètes, DTU TcI-TcVI). De plus, nous recommandons six cibles MLST (Met-II, Met-III, RB19, TcMPX, DHFR-TS et TR) pour des études de diversité plus approfondies sur la base que le typage de séquence diploïde (DST) avec ce panel élargi distinguait 38 des 39 isolats de référence. L'analyse phylogénétique implique une subdivision entre les isolats de TcIV nord-américains et sud-américains. Les données de polymorphisme nucléotidique unique (SNP) ont révélé des niveaux élevés d'hétérozygotie parmi les DTU TcI, TcIII, TcIV et, pour trois cibles, des locus homozygotes et hétérozygotes correspondants putatifs au sein des DTU TcI et TcIII. En outre, les arbres géniques individuels ont donné des topologies incongrues aux niveaux inter et intra-DTU, incompatibles avec un modèle de clonalité stricte. Nous démontrons la valeur du diplotypage MLST systématique pour décrire les relations inter-DTU et pour les études de diversité à plus haute résolution de T. cruzi, y compris la présence d'événements de recombinaison. Les niveaux élevés d'hétérozygotie faciliteront les futures analyses génétiques des populations basées sur les haplotypes MLST.Translated Description (Spanish)
La tipificación de secuencias multilocus (MLST) es un método potente y altamente discriminatorio para analizar la estructura de la población de patógenos y la epidemiología. Trypanosoma cruzi, el agente protozoario de la tripanosomiasis americana (enfermedad de Chagas), tiene una notable diversidad genética y ecológica. No se ha desarrollado un protocolo MLST estandarizado que sea adecuado para la asignación de aislados de T. cruzi al linaje genético y para estudios de diversidad de mayor resolución. Hemos secuenciado y diplotipado nueve genes de mantenimiento de copia única y evaluado su valor como parte de un esquema MLST sistemático para T. cruzi. Se demostró que un panel mínimo de cuatro objetivos MLST (Met-III, RB19, TcGPXII y DHFR-TS) proporciona una asignación inequívoca de aislados a los seis linajes conocidos de T. cruzi (unidades de tipificación discreta, DTU TcI-TcVI). Además, recomendamos seis objetivos MLST (Met-II, Met-III, RB19, TcMPX, DHFR-TS y TR) para estudios de diversidad más profundos sobre la base de que la tipificación de secuencia diploide (DST) con este panel expandido distinguió 38 de 39 aislados de referencia. El análisis filogenético implica una subdivisión entre aislados de TcIV de América del Norte y del Sur. Los datos de polimorfismo de nucleótido único (SNP) revelaron altos niveles de heterocigosidad entre las DTU TcI, TcIII, TcIV y, para tres dianas, supuestos loci homocigotos y heterocigotos correspondientes dentro de las DTU TcI y TcIII. Además, los árboles génicos individuales dieron topologías incongruentes a niveles inter e intra-DTU, inconsistentes con un modelo de clonalidad estricta. Demostramos el valor del diplotipado sistemático de MLST para describir las relaciones inter-DTU y para estudios de diversidad de mayor resolución de T. cruzi, incluida la presencia de eventos de recombinación. Los altos niveles de heterocigosidad facilitarán el futuro análisis genético de poblaciones basado en haplotipos MLST.Files
journal.pntd.0001049&type=printable.pdf
Files
(695.0 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:4afbb8a97ab6998d12e6a05641f5694b
|
695.0 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- كتابة تسلسل متعدد البؤر (MLST) لتعيين النسب ودراسات التنوع عالية الدقة في المثقبية الكروزية
- Translated title (French)
- Typage de séquence multilocus (MLST) pour l'attribution de lignée et les études de diversité à haute résolution chez Trypanosoma cruzi
- Translated title (Spanish)
- Tipificación de secuencias multilocus (MLST) para la asignación de linajes y estudios de diversidad de alta resolución en Trypanosoma cruzi
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2009151113
- DOI
- 10.1371/journal.pntd.0001049
References
- https://openalex.org/W1618514419
- https://openalex.org/W1907806866
- https://openalex.org/W1973285175
- https://openalex.org/W1973667633
- https://openalex.org/W1976678294
- https://openalex.org/W1978496269
- https://openalex.org/W1986499775
- https://openalex.org/W1990096140
- https://openalex.org/W1992507801
- https://openalex.org/W1993624857
- https://openalex.org/W1994933345
- https://openalex.org/W1996687891
- https://openalex.org/W1998110890
- https://openalex.org/W2001892564
- https://openalex.org/W2008630448
- https://openalex.org/W2010401077
- https://openalex.org/W2011018774
- https://openalex.org/W2026413648
- https://openalex.org/W2044388526
- https://openalex.org/W2045346667
- https://openalex.org/W2049290286
- https://openalex.org/W2049978018
- https://openalex.org/W2064641442
- https://openalex.org/W2089290086
- https://openalex.org/W2089753630
- https://openalex.org/W2091181646
- https://openalex.org/W2091306702
- https://openalex.org/W2095101507
- https://openalex.org/W2095886196
- https://openalex.org/W2100581772
- https://openalex.org/W2109695781
- https://openalex.org/W2110755408
- https://openalex.org/W2110835349
- https://openalex.org/W2110899053
- https://openalex.org/W2113019075
- https://openalex.org/W2124020140
- https://openalex.org/W2126805513
- https://openalex.org/W2128450160
- https://openalex.org/W2129392035
- https://openalex.org/W2134124217
- https://openalex.org/W2135911708
- https://openalex.org/W2143119188
- https://openalex.org/W2143334889
- https://openalex.org/W2143699083
- https://openalex.org/W2144141060
- https://openalex.org/W2147830249
- https://openalex.org/W2149652290
- https://openalex.org/W2152158227
- https://openalex.org/W2153164685
- https://openalex.org/W2155147988
- https://openalex.org/W2155159495
- https://openalex.org/W2156470173
- https://openalex.org/W2158612901
- https://openalex.org/W2162122300
- https://openalex.org/W2162168100
- https://openalex.org/W2164822214
- https://openalex.org/W2169307994
- https://openalex.org/W2171022989
- https://openalex.org/W2172105162
- https://openalex.org/W2408067036
- https://openalex.org/W4210980497
- https://openalex.org/W4285719527