| dc.contributor | Vicente, Ana Carolina Paulo | |
| dc.creator | Andrade, Bruno Gabriel Nascimento | |
| dc.date | 2017-04-05T18:04:37Z | |
| dc.date | 2017-04-05T18:04:37Z | |
| dc.date | 2016 | |
| dc.date.accessioned | 2023-09-26T20:13:04Z | |
| dc.date.available | 2023-09-26T20:13:04Z | |
| dc.identifier | ANDRADE, B. G. N. Exploração da diversidade genômica, taxonômica e funcional dos gêneros Wolbachia e Klebsiella. 2016. 133f. Tese (Doutorado em Biologia Computacional e Sistemas) - Fundação Oswaldo Cruz, Instituto Oswaldo Cruz, Rio de janeiro, RJ, 2016 | |
| dc.identifier | https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/18280 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8851643 | |
| dc.description | Abordagens filogenômicas, funcionais e taxonômicas in silico têm sido utilizadas na exploração da diversidade de espécies de microrganismos, na solução de relações filogenéticas e evolutivas, utilizando a informação genômica de forma global. Abordagens, que incluem a identidade média de nucleotídeos (ANI), tipagem da sequencia multilocus (MLST) e hibridação DNA-DNA (GGD), consubstanciam a taxonomia genômica de bactérias, sendo a abordagem atual para a identificação e classificação principalmente de organismos não cultiváveis. O gênero de bactérias Wolbachia contém endossimbiontes obrigatórios e facultativos que infectam mais de 40% de todas as espécies de artrópodes e várias espécies de nematoides. Bactérias deste gênero, são classificados como pertencentes a espécie Wolbachia pipientis. A partir de análises genéticas utilizando apenas três genes, ftsZ, wsP e 16S, bactérias desta espécie são classificados em 16 supergrupos filogenéticos. Recentemente, utilizando algumas abordagens de taxonomia genômica, foi sugerido que estes supergrupos filogenéticos corresponderiam a várias espécies. Klebsiella pneumoniae, uma espécie de bactéria de vida livre e também um patógeno oportunista, era classificada, com base nos genes parCe gyrA, em três grupos filogenéticos KP-I, KPII-A, KPII-B e KP- III. Recentemente, aplicando um conjunto de sete genes e identidade média de nucleotídeos foi definido que estes grupos filogenéticos corresponderiam a três espécies, K. pneumoniae, K. quasipneumoniae e K. variicola
Neste estudo aplicamos filogenômica e abordagens de taxonomia genômica para reanalisar e explorar, sob o ponto de vista do conteúdo genômico global, a diversidade e classificação destes dois gêneros de bactérias. Recuperamos todos os genes codificadores das proteínas ribossomais (rMLST) e genes compartilhados por todos os genomas analisados (cgMLST), de 26 genomas de Wolbachia e 91 genomas de Klebsiella. Determinamos a identidade média de nucleotídeos (gANI), hibridação DNADNA in silico (GGD) e alinhamento da fração (AF). A diversidade funcional do gênero Wolbachia foi explorada por análise de enriquecimento funcional. Geramos, através de sequenciamento de alto desempenho, o genoma de um isolado clínico de K. variicola (BZ19) e um isolado clínico de K. quasipneumoniae (K142).As análises filogenômicas com o gênero Wolbachia geraram os mesmos 16 supergrupos exceto pelo isolado wVulC, classificado previamente no supergrupo B, que definiu um novo supergrupo
Agregando as abordagens rMLST, cgMLST, gANI e GGD ao esquema prévio de taxonomia genômica de Wolbachia ficou claro queas bactérias dos supergrupos pertencem a distintas espécies de Wolbachia e que o isolado wWulC seria uma nova espécie, a qual propomos o nome 'Candidatus Wolbachia vulgaris\2019. Existem diferenças funcionais significativas entre os endossimbiontes obrigatórios e facultativos, principalmente quanto à presença de genes associados com fagos, prófagos e elementos transponíveis nos genomas dos facultativos. As análises de filogenômica e de taxonomia genômica definiram de forma robusta as espécies K. pneumoniae, K variicola e K. quasipneumoniae. 39 genomas de isolados previamente classificados como K. pneumoniae apresentaram métricas abaixo dos limites de delineação de espécies (GGD < 70,cgMLST <95, gANI < 96) quando comparados com o genoma da linhagem tipo K. pneumoniae HS11286T sendo que 14/39 e 25/39 apresentaram métricas compatíveis com a linhagens tipo de K. quasipneumoniae 01030T e K. variicola DSM15968T, respectivamente. O genoma da Klebsiella sp. 10982, corresponderia a uma nova espécie relacionada a K. variicola | |
| dc.description | Phylogenomic, functional and genomic taxonomic approaches have been used in the microorganisms species exploration and in the solution of evolutionary and phylogenetic relationships using whole genomic information. Approaches like Average nucleotide identity (ANI), Multilocus sequence typing (MLST) and DNA-DNA hybridization (GGD) are applied to the genomic taxonomy that has now been used in the identification and classification of organisms, even non-cultivable ones. The bacterial genus Wolbachia contains obligate and facultative endossimbionts that infects more than 40% of arthropod and several nematode species. Bacteria from this genus are classified in 16 phylogenetic supergroups (A-Q) by genetic analyses based on three genes, ftsZ, wsP e 16S. It was recently suggested that these phylogenetic supergroups correspond to several bacterial species. Similarly, the free living and opportunistic pathogen Klebsiella pneumoniae had been classified in three phylogenetic groups, KP-I, KP-II and KP-III by genetic analyses based on two genes, parC and gyrA. Recently, it was defined based on the similarity of seven intrinsic genes and ANI, that these phylogenetic groups corresponds to three bacterial species, K. pneumoniae, K. quasipneumoniae e K. variicola. In this study, we applied phylogenomic and genomic taxonomy approaches to reanalyze and explore, using whole genomic content, the diversity and classification of these two genus. We retrieved all ribosomal protein subunit coding genes (rMLST) and genes (cgMLST) shared by 26 Wolbachia and by 91 Klebsiella genomes. We determined the Average nucleotide identity (gANI), digital DNA-DNA hibridization (GGD) and Alignment of fraction (AF). The functional diversity of the Wolbachia genus was explored by the application of an enrichment/depletion approach
We generate, using high throughput sequencing, the genome of the first K. variicola from a clinical case (BZ19) as well as a genome of a K. quasipneumoniae (K142). Phylogenomic analyses with Wolbachia determined 5 supergroups already described, the exception was wVulC, previously classified as a supergroup B Wolbachia, revealed here as a new supergroup. Adding the rMLST, cgMLST, gANI and GGD to a taxonomical scheme for Wolbachias it became clear that these genomes belongs to distinct species and the wVulC isolate is an undescribed species, which we will propose the name Candidatus Wolbachia vulgaris\2019. There are functional differences between obligate and facultative endossimbionts, most of these differences resides on the presence of genes associated to the Phages, prophages, transposable elements subsystem in the facultative genomes. In relation to Klebsiella, phylogenomic and genomic taxonomy analyses showed that K. pneumoniae, K variicola e K. quasipneumoniae are well defined species
Of all genomes annotated as K. pneumoniae, 39 presented metrics bellow the species delineation limit (GGD < 70, cgMLST <95, gANI < 96) with the type lineage HS11286T, 14/39 presented metrics compatible with K. quasipneumoniae 01030T and 25/39 with the species K. variicola. The genome Klebsiella sp. 10982, would correspond to a new species related to K. variicola | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.language | por | |
| dc.rights | open access | |
| dc.subject | Código de Barras de DNA Taxonômico | |
| dc.subject | Klebsiella | |
| dc.subject | Wolbachia | |
| dc.subject | Variação Genética | |
| dc.title | Exploração da diversidade genômica, taxonômica e funcional dos gêneros Wolbachia e Klebsiella | |
| dc.type | Thesis | |
