In silico analysis of surface and secreted proteins of Staphylococcus aureus to discriminate between subclinical and clinical bovine mastitis

Autor: Rocha, Lis Souza
Přispěvatelé: Ribon, Andréa de Oliveira Barros
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: LOCUS Repositório Institucional da UFV
Universidade Federal de Viçosa (UFV)
instacron:UFV
Popis: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Staphylococcus aureus é uma das principais bactérias causadoras da mastite bovina, uma doença predominante nos rebanhos leiteiros. A mastite bovina pode se manifestar de forma clínica, onde os sinais de inflamação são observados, ou de forma subclínica, sem sintomas aparentes, e que frequentemente evolui para a cronicidade. Os genomas de quatro isolados de S. aureus causadores de mastite bovina subclínica (170, 302, 1269, 1364) foram sequenciados por nosso grupo e foram contrastados com os genomas de duas cepas isoladas de mastite clínica (S. aureus RF122 e S. aureus N305) para identificar diferenças que pudessem ser ligadas à mastite subclínica. Não foi possível associar a presença de fatores de virulência ao tipo de manifestação. Mais genes relacionados à produção de enterotoxinas foram encontrados no genoma de S. aureus RF122. Os genes que codificam a toxina 1 da síndrome do choque tóxico (tsst-1), a variante bovina da enterotoxina C (secbov), a enterotoxina t e dois homólogos da streptolisina S de Streptococcus pyogenes foram exclusivos da cepa RF122. A presença de polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) nos genomas subclínicos foi averiguada comparando 33 genes que codificam fatores de virulência com seus ortólogos em S. aureus RF122. SNPs não sinônimos foram encontrados nos genes clfa (fator de aglutinação A), srta (sortase A) e sspa (protease). Uma proteína transportadora (cl3316) foi identificada in silico como exclusiva das cepas subclínicas. Diferentes programas de predição foram utilizados para a identificação das proteínas de superfície e secretadas das seis cepas, as quais foram usadas na construção de um plot de escala multidimensional (MDS). Os resultados mostraram alta similaridade entre as proteínas das cepas estudadas. Pela inspeção visual, identificaram-se dois grupos de ortólogos, cl3309 e cl3700, correspondentes a uma proteína hipotética e a uma lipoproteína, respectivamente, que possuem regiões de maior similaridade entre as clínicas ou subclínicas. Os dados encontrados in silico foram validados pela reação em cadeia da polimerase em isolados bacterianos coletados em fazendas leiteiras. Todos os isolados subclínicos foram corretamente identificados com os primers desenhados para as cepas subclínicas, porém existe a necessidade de redesenhar novos primers para a correta discriminação dos isolados clínicos. Staphylococcus aureus is one of the major representative pathogenic bacteria causing bovine mastitis, a predominant disease in dairy cattle worldwide. Bovine mastitis may manifest in a clinical form, where the sings of inflammation are observable, or in a subclinical form, without apparent symptoms, and that frequently evolves to chronicity. The genomes of four S. aureus isolates causing subclinical bovine mastitis (170, 302, 1269, 1364) were sequenced by our group and were contrasted to the genomes of two strains isolated from clinical mastitis (S. aureus RF122 e S. aureus N305) in order to identify differences that could be linked to subclinical mastitis. It was not possible to associate virulence factors to the type of manifestation. More genes related to the production of enterotoxins were found in the genome of S. aureus RF122. The genes that code the toxic shock syndrome toxin 1 (tsst-1), bovine variant of the staphylococcal enterotoxin C (secbov), enterotoxin T, and two homologues of streptolysin S from Streptococcus pyogenes were exclusively present in the strain S. aureus RF122. The presence of single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the subclinical genomas was investigated comparing 33 genes that codify virulence factors against their orthologous in S. aureus RF122. Nonsynonymous SNPs were found in the genes of clfa (clumping factor A), srta (sortase A) and sspa (protease). A transporter protein (cl3316) was identified in silico as exclusive to the subclinical strains. Different prediction programs were used for the identification of surface and secreted proteins from the six strains and their sequences were used for the construction of a multidimensional scaling (MDS) plot. The results showed high similarity among the proteins. Upon visual inspection, two orthologus groups were identified, cl3309 and cl3700, corresponding to a hypothetical protein and to a lipoprotein, respectively, which possess greatest similarity among clinical or subclinical strains. The data found in silico were validated through polymerase chain reaction using DNA from bacterial isolates collected from dairy herds. All subclinical isolates were correctly identified with the primers designed for the subclinical strains. However, there is still the necessity to redesign primers for the proper discrimination of the clinical isolates.
Databáze: OpenAIRE
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