Published January 20, 2022 | Version v1
Publication Open

Strong and widespread cycloheximide resistance in Stichococcus-like eukaryotic algal taxa

Creators

  • 1. Universiti Sains Malaysia
  • 2. University of Canterbury
  • 3. British Antarctic Survey
  • 4. Kasetsart University

Description

This study was initiated following the serendipitous discovery of a unialgal culture of a Stichococcus-like green alga (Chlorophyta) newly isolated from soil collected on Signy Island (maritime Antarctica) in growth medium supplemented with 100 µg/mL cycloheximide (CHX, a widely used antibiotic active against most eukaryotes). In order to test the generality of CHX resistance in taxa originally identified as members of Stichococcus (the detailed taxonomic relationships within this group of algae have been updated since our study took place), six strains were studied: two strains isolated from recent substrate collections from Signy Island (maritime Antarctica) ("Antarctica" 1 and "Antarctica" 2), one isolated from this island about 50 years ago ("Antarctica" 3) and single Arctic ("Arctic"), temperate ("Temperate") and tropical ("Tropical") strains. The sensitivity of each strain towards CHX was compared by determining the minimum inhibitory concentration (MIC), and growth rate and lag time when exposed to different CHX concentrations. All strains except "Temperate" were highly resistant to CHX (MIC > 1000 µg/mL), while "Temperate" was resistant to 62.5 µg/mL (a concentration still considerably greater than any previously reported for algae). All highly resistant strains showed no significant differences in growth rate between control and treatment (1000 µg/mL CHX) conditions. Morphological examination suggested that four strains were consistent with the description of the species Stichococcus bacillaris while the remaining two conformed to S. mirabilis. However, based on sequence analyses and the recently available phylogeny, only one strain, "Temperate", was confirmed to be S. bacillaris, while "Tropical" represents the newly erected genus Tetratostichococcus, "Antarctica 1" Tritostichococcus, and "Antarctica 2", "Antarctica 3" and "Arctic" Deuterostichococcus. Both phylogenetic and CHX sensitivity analyses suggest that CHX resistance is potentially widespread within this group of algae.

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

Translated Description (Arabic)

بدأت هذه الدراسة بعد الاكتشاف المصادف لثقافة أحادية الطحالب الخضراء الشبيهة بالمكورات الحلقية (Chlorophyta) المعزولة حديثًا من التربة التي تم جمعها في جزيرة Signy (أنتاركتيكا البحرية) في وسط نمو مكمل بـ 100 ميكروغرام/مل من cycloheximide (CHX، وهو مضاد حيوي يستخدم على نطاق واسع نشط ضد معظم حقيقيات النوى). من أجل اختبار عمومية مقاومة CHX في الأصناف التي تم تحديدها في الأصل على أنها أعضاء في Stichococcus (تم تحديث العلاقات التصنيفية التفصيلية داخل هذه المجموعة من الطحالب منذ إجراء دراستنا)، تمت دراسة ست سلالات: سلالتان معزولتان عن مجموعات الركائز الحديثة من جزيرة Signy (أنتاركتيكا البحرية) (" أنتاركتيكا "1 و" أنتاركتيكا "2)، واحدة معزولة عن هذه الجزيرة منذ حوالي 50 عامًا (" أنتاركتيكا" 3) والقطب الشمالي الفردي (" القطب الشمالي ")، والمعتدلة (" المعتدلة ") والاستوائية (" الاستوائية ") سلالات. تمت مقارنة حساسية كل سلالة تجاه CHX من خلال تحديد الحد الأدنى للتركيز المثبط (MIC)، ومعدل النمو وزمن التأخر عند التعرض لتركيزات CHX المختلفة. كانت جميع السلالات باستثناء "المعتدلة" شديدة المقاومة لـ CHX (الميكروفون > 1000 ميكروغرام/مل)، في حين كانت "المعتدلة" مقاومة لـ 62.5 ميكروغرام/مل (تركيز لا يزال أكبر بكثير من أي طحالب تم الإبلاغ عنها سابقًا). لم تظهر جميع السلالات عالية المقاومة أي اختلافات كبيرة في معدل النمو بين ظروف التحكم والعلاج (1000 ميكروغرام/مل من CHX). اقترح الفحص المورفولوجي أن أربع سلالات كانت متسقة مع وصف الأنواع Stichococcus bacillaris بينما تطابقت السلالتان المتبقيتان مع S. mirabilis. ومع ذلك، استنادًا إلى تحليلات التسلسل والسلالة المتاحة مؤخرًا، تم تأكيد أن سلالة واحدة فقط، "معتدلة"، هي S. bacillaris، بينما تمثل "الاستوائية" الجنس الذي تم إنشاؤه حديثًا Tetratostichococcus و "Antarctica 1" Tritostichococcus و "Antarctica 2" و "Antarctica 3" و "Arctic" Deuterostichococcus. تشير كل من تحليلات الحساسية الوراثية وحساسية CHX إلى أن مقاومة CHX يحتمل أن تكون واسعة الانتشار داخل هذه المجموعة من الطحالب.

Translated Description (French)

Cette étude a été initiée suite à la découverte fortuite d'une culture unialgale d'une algue verte de type Stichococcus (Chlorophyta) nouvellement isolée à partir d'un sol récolté sur l'île de Signy (Antarctique maritime) dans un milieu de croissance supplémenté avec 100 µg/mL de cycloheximide (CHX, un antibiotique largement utilisé actif contre la plupart des eucaryotes). Afin de tester la généralité de la résistance au CHX chez les taxons identifiés à l'origine comme membres de Stichococcus (les relations taxonomiques détaillées au sein de ce groupe d'algues ont été mises à jour depuis notre étude), six souches ont été étudiées : deux souches isolées à partir de collections récentes de substrats de l'île Signy (Antarctique maritime) (« Antarctique » 1 et « Antarctique » 2), une isolée de cette île il y a environ 50 ans (« Antarctique » 3) et des souches uniques de l'Arctique (« Arctique »), tempérées (« tempérées ») et tropicales (« tropicales »). La sensibilité de chaque souche à l'égard du CHX a été comparée en déterminant la concentration minimale inhibitrice (CMI), LE taux de croissance et le temps de latence lorsqu'elle est exposée à différentes concentrations de CHX. Toutes les souches, à l'exception de « Temperate », étaient très résistantes au CHX (CMI > 1000 µg/mL), tandis que « Temperate » était résistante à 62,5 µg/mL (une concentration encore considérablement supérieure à celle rapportée précédemment pour les algues). Toutes les souches hautement résistantes n'ont montré aucune différence significative dans le taux de croissance entre les conditions de contrôle et de traitement (1000 µg/mL CHX). L'examen morphologique a suggéré que quatre souches étaient compatibles avec la description de l'espèce Stichococcus bacillaris tandis que les deux autres étaient conformes à S. mirabilis. Cependant, sur la base des analyses de séquence et de la phylogénie récemment disponible, une seule souche, « Temperate », a été confirmée comme étant S. bacillaris, tandis que « Tropical » représente le genre nouvellement érigé Tetratostichococcus, « Antarctica 1 » Tritostichococcus et « Antarctica 2 », « Antarctica 3 » et « Arctic » Deuterostichococcus. Les analyses phylogénétiques et de sensibilité au CHX suggèrent que la résistance au CHX est potentiellement répandue dans ce groupe d'algues.

Translated Description (Spanish)

Este estudio se inició después del descubrimiento fortuito de un cultivo unialgal de un alga verde similar a Stichococcus (Chlorophyta) recién aislada del suelo recolectado en Signy Island (Antártida marítima) en medio de crecimiento complementado con 100 µg/mL de cicloheximida (CHX, un antibiótico ampliamente utilizado activo contra la mayoría de los eucariotas). Para probar la generalidad de la resistencia a CHX en taxones originalmente identificados como miembros de Stichococcus (las relaciones taxonómicas detalladas dentro de este grupo de algas se han actualizado desde que se realizó nuestro estudio), se estudiaron seis cepas: dos cepas aisladas de colecciones recientes de sustrato de Signy Island (Antártida marítima) ("Antártida" 1 y "Antártida" 2), una aislada de esta isla hace unos 50 años ("Antártida" 3) y cepas árticas únicas ("Ártico"), templadas ("Templadas") y tropicales ("Tropicales"). La sensibilidad de cada cepa hacia CHX se comparó determinando la concentración inhibitoria mínima (MIC), y la tasa de crecimiento y el tiempo de retraso cuando se expuso a diferentes concentraciones de CHX. Todas las cepas excepto "Templada" fueron altamente resistentes a CHX (MIC > 1000 µg/mL), mientras que "Templada" fue resistente a 62.5 µg/mL (una concentración aún considerablemente mayor que cualquier otra informada anteriormente para las algas). Todas las cepas altamente resistentes no mostraron diferencias significativas en la tasa de crecimiento entre las condiciones de control y tratamiento (1000 µg/mL CHX). El examen morfológico sugirió que cuatro cepas eran consistentes con la descripción de la especie Stichococcus bacillaris, mientras que las dos restantes se ajustaban a S. mirabilis. Sin embargo, según los análisis de secuencia y la filogenia recientemente disponible, solo se confirmó que una cepa, "Temperate", era S. bacillaris, mientras que "Tropical" representa el género recién erigido Tetratostichococcus, "Antarctica 1" Tritostichococcus y "Antarctica 2", "Antarctica 3" y "Arctic" Deuterostichococcus. Tanto los análisis filogenéticos como los de sensibilidad a CHX sugieren que la resistencia a CHX está potencialmente generalizada dentro de este grupo de algas.

Files

s41598-022-05116-y.pdf.pdf

Files (3.4 MB)

⚠️ 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
md5:9002f9927561ed0c876354ed06770b21
3.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
مقاومة قوية وواسعة النطاق للهيكسيميد الحلقي في أصناف الطحالب حقيقية النواة الشبيهة بالمكورات الحلقية
Translated title (French)
Résistance aux cycloheximides forte et étendue chez les taxons d'algues eucaryotes de type Stichococcus
Translated title (Spanish)
Resistencia fuerte y generalizada a la cicloheximida en taxones de algas eucariotas similares a Stichococcus

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4205316255
DOI
10.1038/s41598-022-05116-y

Is supplement to
https://openalex.org/W875088431 (Other)
https://openalex.org/W3149724077 (Other)
https://openalex.org/W2921992639 (Other)
https://openalex.org/W2588589054 (Other)
https://openalex.org/W2366599204 (Other)
https://openalex.org/W2331986451 (Other)
https://openalex.org/W2051223563 (Other)
https://openalex.org/W2011986181 (Other)
https://openalex.org/W1996040753 (Other)
https://openalex.org/W1990291015 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1007210389
  • https://openalex.org/W1511062296
  • https://openalex.org/W1524824927
  • https://openalex.org/W1784214947
  • https://openalex.org/W1964409497
  • https://openalex.org/W1964588409
  • https://openalex.org/W1967886653
  • https://openalex.org/W1975055934
  • https://openalex.org/W1976305047
  • https://openalex.org/W1984231052
  • https://openalex.org/W1985182456
  • https://openalex.org/W1990867783
  • https://openalex.org/W1994845765
  • https://openalex.org/W1998767819
  • https://openalex.org/W2000707800
  • https://openalex.org/W2003578114
  • https://openalex.org/W2011514725
  • https://openalex.org/W2012006608
  • https://openalex.org/W2015061606
  • https://openalex.org/W2025386593
  • https://openalex.org/W2031352776
  • https://openalex.org/W2037900484
  • https://openalex.org/W2039944787
  • https://openalex.org/W2050804952
  • https://openalex.org/W2055608287
  • https://openalex.org/W2064593863
  • https://openalex.org/W2064688707
  • https://openalex.org/W2079016299
  • https://openalex.org/W2080595446
  • https://openalex.org/W2087866377
  • https://openalex.org/W2092374635
  • https://openalex.org/W2092643722
  • https://openalex.org/W2095032938
  • https://openalex.org/W2101571099
  • https://openalex.org/W2107996465
  • https://openalex.org/W2113147052
  • https://openalex.org/W2114717865
  • https://openalex.org/W2116386012
  • https://openalex.org/W2146058063
  • https://openalex.org/W2158714788
  • https://openalex.org/W2164781891
  • https://openalex.org/W2168696662
  • https://openalex.org/W2185564569
  • https://openalex.org/W2223866672
  • https://openalex.org/W2279871844
  • https://openalex.org/W2316777574
  • https://openalex.org/W2415553491
  • https://openalex.org/W2592083056
  • https://openalex.org/W2788264146
  • https://openalex.org/W2798250511
  • https://openalex.org/W2840051724
  • https://openalex.org/W2897183162
  • https://openalex.org/W2903347362
  • https://openalex.org/W2911173629
  • https://openalex.org/W3022044946
  • https://openalex.org/W4210735619
  • https://openalex.org/W4211203047
  • https://openalex.org/W4240831450
  • https://openalex.org/W4255171859