Published June 30, 2020
| Version v1
Publication
Open
NAuRA: Genomic Tool to Identify Staphylococcal Enterotoxins in Staphylococcus aureus Strains Responsible for FoodBorne Outbreaks
Creators
- 1. Agence Nationale de Sécurité Sanitaire de l'Alimentation, de l'Environnement et du Travail
- 2. Paris-Est Sup
- 3. Sciensano (Belgium)
- 4. Mouloud Mammeri University of Tizi-Ouzou
- 5. Istituto Zooprofilattico Sperimentale del Piemonte Liguria e Valle d'Aosta
- 6. Nicosia General Hospital
Description
Food contamination by staphylococcal enterotoxins (SEs) is responsible for many food poisoning outbreaks (FPOs) each year, and they represent the third leading cause of FPOs in Europe. SEs are a protein family composed of 27 SEs. However, enzyme immunoassays can detect only the five classical SEs (SEA-SEE) directly in food. Thus, molecular characterization methods of strains found in food are now used for FPO investigations. Here, we describe on the development and implementation of a genomic analysis tool called NAuRA (Nice automatic Research of alleles) that can detect the presence of 27 SEs genes in just one analysis, and create a database of allelic data and protein variants for harmonizing analyses. This tool uses genome assembly data and the 27 protein sequences of SEs to detect. To include the different divergence levels between SE-coding genes, parameters of coverage and identity were generated from 10,000 simulations and a dataset of 244 assembled genomes from strains responsible for outbreaks in Europe as well as the RefSeq reference database. Based on phylogenetic inference performed using maximum-likelihood on the core genomes of the strains in this collection, we demonstrated that strains responsible for FPOs are distributed throughout the phylogenetic tree. Moreover, 71 toxin profiles were obtained using the NAuRA pipeline and these profiles do not follow the evolutionary history of strains. This study shows a pioneering method to investigate strains isolated from food at the genomic level and to analyze the diversity of all 27 SE-coding genes together.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تلوث الأغذية بالسموم المعوية للمكورات العنقودية (SEs) هو المسؤول عن العديد من حالات تفشي التسمم الغذائي (FPOs) كل عام، وهي تمثل السبب الرئيسي الثالث لـ FPOs في أوروبا. SEs هي عائلة بروتينية تتكون من 27 SEs. ومع ذلك، يمكن أن تكشف المقايسات المناعية للإنزيم فقط عن SEs الكلاسيكية الخمسة (SEA - SEE) مباشرة في الطعام. وبالتالي، يتم الآن استخدام طرق التوصيف الجزيئي للسلالات الموجودة في الطعام لتحقيقات FPO. هنا، نصف تطوير وتنفيذ أداة تحليل جينومي تسمى NAuRA (بحث تلقائي لطيف للأليلات) يمكنها اكتشاف وجود 27 جين SEs في تحليل واحد فقط، وإنشاء قاعدة بيانات لبيانات الأليلات ومتغيرات البروتين لمواءمة التحليلات. تستخدم هذه الأداة بيانات تجميع الجينوم و 27 تسلسل بروتين من SEs للكشف. لتضمين مستويات الاختلاف المختلفة بين جينات ترميز SE، تم إنشاء معلمات التغطية والهوية من 10000 عملية محاكاة ومجموعة بيانات من 244 جينوم مجمع من السلالات المسؤولة عن تفشي الأمراض في أوروبا بالإضافة إلى قاعدة البيانات المرجعية RefSeq. استنادًا إلى الاستدلال الوراثي الذي تم إجراؤه باستخدام أقصى احتمال على الجينومات الأساسية للسلالات في هذه المجموعة، أظهرنا أن السلالات المسؤولة عن FPOs موزعة في جميع أنحاء شجرة التطور. علاوة على ذلك، تم الحصول على 71 ملف سموم باستخدام خط أنابيب NAuRA ولا تتبع هذه الملفات التاريخ التطوري للسلالات. تُظهر هذه الدراسة طريقة رائدة للتحقيق في السلالات المعزولة عن الطعام على المستوى الجيني وتحليل تنوع جميع جينات ترميز SE السبعة والعشرين معًا.Translated Description (French)
La contamination des aliments par les entérotoxines staphylococciques (ES) est responsable de nombreuses épidémies d'intoxication alimentaire (IPA) chaque année, et elles représentent la troisième cause d'IPA en Europe. Les SE sont une famille de protéines composée de 27 SE. Cependant, les dosages immunologiques enzymatiques ne peuvent détecter que les cinq SE classiques (SEA-SEE) directement dans les aliments. Ainsi, les méthodes de caractérisation moléculaire des souches trouvées dans les aliments sont maintenant utilisées pour les investigations FPO. Ici, nous décrivons le développement et la mise en œuvre d'un outil d'analyse génomique appelé NAuRA (Nice automatic Research of alleles) qui peut détecter la présence de 27 gènes SE en une seule analyse, et créer une base de données de données alléliques et de variants protéiques pour harmoniser les analyses. Cet outil utilise les données d'assemblage du génome et les 27 séquences protéiques des SE pour détecter. Pour inclure les différents niveaux de divergence entre les gènes codant SE, des paramètres de couverture et d'identité ont été générés à partir de 10 000 simulations et d'un ensemble de données de 244 génomes assemblés à partir de souches responsables d'épidémies en Europe ainsi que de la base de données de référence RefSeq. Sur la base de l'inférence phylogénétique effectuée en utilisant la probabilité maximale sur les génomes de base des souches de cette collection, nous avons démontré que les souches responsables des FPO sont distribuées dans tout l'arbre phylogénétique. De plus, 71 profils de toxines ont été obtenus à l'aide du pipeline NAuRA et ces profils ne suivent pas l'histoire évolutive des souches. Cette étude montre une méthode pionnière pour étudier les souches isolées de la nourriture au niveau génomique et pour analyser la diversité des 27 gènes codant SE ensemble.Translated Description (Spanish)
La contaminación de los alimentos por enterotoxinas estafilocócicas (SE) es responsable de muchos brotes de intoxicación alimentaria (FPO) cada año, y representan la tercera causa principal de FPO en Europa. Las SE son una familia de proteínas compuesta por 27 SE. Sin embargo, los inmunoensayos enzimáticos solo pueden detectar los cinco SE clásicos (SEA-SEE) directamente en los alimentos. Por lo tanto, los métodos de caracterización molecular de las cepas que se encuentran en los alimentos ahora se utilizan para las investigaciones de FPO. Aquí, describimos el desarrollo e implementación de una herramienta de análisis genómico llamada NAuRA (Nice automatic Research of alleles) que puede detectar la presencia de 27 genes SE en un solo análisis y crear una base de datos de datos alélicos y variantes de proteínas para armonizar los análisis. Esta herramienta utiliza datos de ensamblaje del genoma y las 27 secuencias de proteínas de SE para detectar. Para incluir los diferentes niveles de divergencia entre los genes que codifican SE, se generaron parámetros de cobertura e identidad a partir de 10.000 simulaciones y un conjunto de datos de 244 genomas ensamblados de cepas responsables de brotes en Europa, así como de la base de datos de referencia RefSeq. Con base en la inferencia filogenética realizada utilizando la probabilidad máxima en los genomas centrales de las cepas de esta colección, demostramos que las cepas responsables de los FPO se distribuyen por todo el árbol filogenético. Además, se obtuvieron 71 perfiles de toxinas utilizando la tubería NAuRA y estos perfiles no siguen la historia evolutiva de las cepas. Este estudio muestra un método pionero para investigar cepas aisladas de alimentos a nivel genómico y analizar la diversidad de los 27 genes que codifican SE juntos.Files
pdf.pdf
Files
(2.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:131a10bfdde682f3e7ecc6cb40125478
|
2.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- NAuRA: أداة جينية لتحديد السموم المعوية للمكورات العنقودية في سلالات المكورات العنقودية الذهبية المسؤولة عن تفشي الأمراض المنقولة عن طريق الأغذية
- Translated title (French)
- NAuRA : Outil génomique pour identifier les entérotoxines staphylococciques dans les souches de Staphylococcus aureus responsables d'épidémies d'origine alimentaire
- Translated title (Spanish)
- NAuRA: Herramienta genómica para identificar enterotoxinas estafilocócicas en cepas de Staphylococcus aureus responsables de brotes transmitidos por alimentos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3037658172
- DOI
- 10.3389/fmicb.2020.01483
References
- https://openalex.org/W1569846874
- https://openalex.org/W1595384409
- https://openalex.org/W1963957860
- https://openalex.org/W1974253020
- https://openalex.org/W1974934155
- https://openalex.org/W1982636412
- https://openalex.org/W2008107743
- https://openalex.org/W2041309650
- https://openalex.org/W2042182233
- https://openalex.org/W2042704319
- https://openalex.org/W2050072081
- https://openalex.org/W2067402380
- https://openalex.org/W2090142889
- https://openalex.org/W2096093282
- https://openalex.org/W2100922340
- https://openalex.org/W2107772251
- https://openalex.org/W2108380304
- https://openalex.org/W2108643808
- https://openalex.org/W2109729968
- https://openalex.org/W2113068511
- https://openalex.org/W2113079985
- https://openalex.org/W2118985632
- https://openalex.org/W2122673596
- https://openalex.org/W2127322768
- https://openalex.org/W2127774996
- https://openalex.org/W2129425742
- https://openalex.org/W2131271579
- https://openalex.org/W2136303928
- https://openalex.org/W2139736670
- https://openalex.org/W2142678478
- https://openalex.org/W2152803484
- https://openalex.org/W2159923410
- https://openalex.org/W2168381554
- https://openalex.org/W2170341940
- https://openalex.org/W2173913502
- https://openalex.org/W2344940607
- https://openalex.org/W2417882273
- https://openalex.org/W2542793016
- https://openalex.org/W2563473098
- https://openalex.org/W2740774379
- https://openalex.org/W2770483018
- https://openalex.org/W2779687754
- https://openalex.org/W2791828416
- https://openalex.org/W2792089653
- https://openalex.org/W2801597136
- https://openalex.org/W2802482683
- https://openalex.org/W2808343008
- https://openalex.org/W2920810315
- https://openalex.org/W29365670
- https://openalex.org/W2946946316
- https://openalex.org/W2950150251
- https://openalex.org/W2952620784
- https://openalex.org/W3136918052
- https://openalex.org/W4210951308
- https://openalex.org/W4256400247
- https://openalex.org/W933404062