Gökkuşağı alabalığından izole edilen Acinetobacter albensis AC-1 izolatının tüm genom analizi ile virulans ve antimikrobiyal direnç genlerinin belirlenmesi


Satıcıoğlu İ. B.

5th INTERNATIONAL CONFERENCE ON AGRICULTURE, ANIMAL HUSBANDRY AND RURAL DEVELOPMENT, Ankara, Türkiye, 13 - 15 Kasım 2020, ss.1-3

  • Basıldığı Şehir: Ankara
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.1-3

Özet

Gökkuşaği alabaliğindan izole edilen Acinetobacter albensis AC-1 izolatinin tüm genom analizi ile virulans ve antimikrobiyal direnç genlerinin belirlenmesi

Acinetobacter türleri hidrokarbonla kirlenmiş alanlar, kanalizasyon, çöplük alanları gibi farklı çevresel kaynaklar, bitkiler, hayvanlar ve insanlardan sıklıkla izole edilebilmektedir. Ayrıca, Acinetobacter cinsine ait türlerin, balıkların bağırsak mikrobiyotasında da baskın olduğu tespit edilmiştir. Son yapılan çalışmalarda, Acinetobacter türlerinin, mandalina balığı ve kanal kedi balığı gibi bazı balık türlerinde kitlesel ölümlere neden olduğu rapor edilmiştir. Bu çalışmada, Acinetobacter albensis AC-1 izolatının detaylı tüm genom dizi analizi ile virulans ve antimikrobiyal direnç genlerinin (AMR) belirlenmesi amaçlanmıştır.

180-200 g ağırlığındaki gökkuşağı alabalığının dalağından triptik soy agara (TSA) ekim yapılarak 48 saat süreyle 25 °C'de inkübe edilmiş ve etkenin izolasyon yapılmıştır. Moleküler identifikasyon, 16S rRNA evrensel primerleri (27F ve 1492R) kullanılarak yapılmıştır. AC-1 izolatının yeni nesil genom dizilimi, Illumina NovaSeq 6000 platformunda, MiSeq reaktif kiti ile 2x250 (PE) bp olacak şekilde yapıldı. Elde edilen okumalar trimlendikten sonra SPAdes assembler (version 3.13.0) algoritması kullanılarak birleştirildi. AC-1'in genoma dayalı tür tanımlaması, Type Strain Genome Server (https://tygs.dsmz.de/) ile yapıldı. AC-1’in taslak genomunun anotasyonu, PathoSystems Kaynak Entegrasyon Merkezi (PATRIC) ve NCBI Prokaryotik Genom Otomatik Anotasyon (PGAP) sistemleri kullanılarak yapıldı. Virulans ve antibiyotik direnç genleri (AMR), Virulence Factor Database (VFDB), Victors, PATRIC_VF ve Comprehensive Antibiotic Resistance Database (CARD) gibi veri tabanları kullanılarak çevrimiçi olarak PATRIC sisteminde tanımlanmıştır. Tespit edilen genlerin manuel teyidi, BLAST aramları kullanılarak yapıldı. Taslak genom dizisi BioSample erişim numarası; SAMN16567360, BioProject erişim numarası; PRJNA672675 olarak GenBank veri tabanına kaydedildi.

AC-1 izolatının 16S rRNA dizisi, GenBank veri tabanında kayıtlı Acinetobacter albensis ile %99,93 oranında benzerliğe sahip olduğu bulunmuştur. Yeni nesil genom dizilimi analizi sonrasında, AC-1 izolatı genomundan toplam 13.169.008 okuma elde edildi ve 3.180.766 bp uzunluğundaki total genomu birleştirildi. Genom bazlı tür tanımlamasına göre, AC-1 izolatı Acinetobacter albensis olarak tanımlandı. AC-1 izolatının genomunda dört virulans ve 20 AMR geni tespit edildi. Bu genlerin, penam, tetrasiklin ve florokinolon gibi birçok antimikrobiyal sınıfına karşı direnci kodladığı tespit edilmiştir. Ayrıca, tespit edilen virulans genlerinin hareketlilik ve adezyondan sorumlu olduğu bulunmuştur. Genomik veriler DDBJ / ENA / GenBank veritabanlarında JADEZY000000000 erişim numarası ile kaydedilmiştir. İleriki çalışmalarda, deneysel enfeksiyon ile Acinetobacter albensis AC-1 izolatının gökkuşağı alabalıklarındaki patojenitesinin belirlenmesi amaçlanmıştır.

Acinetobacter species are ubiquitous and can be found in different environmental sources such as hydrocarbon contaminated areas, activated sludge, sewage, but also on vegetables, animals, and humans. Members belonging to the genera Acinetobacter has also been found to be dominant in the intestinal microbiota of fish. During the last decade, some genus members have been reported as septicemia pathogens that cause mass mortality in aquatic animals such as fishes, including mandarin fish, channel catfish. This study aimed to determine virulence and antimicrobial resistance genes (AMR) with detailed whole-genome sequence analysis of the Acinetobacter albensis AC-1 genome.

The sample was taken from the spleen in rainbow trout (180-200g) and cultured on trypticase soy agar (TSA) agar 25°C for 48h. Identification and sequence analysis was performed with 16S rRNA universal primers (27F and 1492R). Next-generation genome sequencing of AC-1 isolate was performed on an Illumina NovaSeq 6000 platform as paired-end (PE) 2x250 reads. The high-quality reads of AC-1 were assembled into contigs by de novo assembly using the SPAdes assembler 3.13.0. Genome-based species delineation of AC-1 was done with Type Strain Genome Server (https://tygs.dsmz.de/). The draft genome of AC-1 was annotated using the Rast tool kit of the PathoSystems Resource Integration Centre (PATRIC) (PATRIC 3.6.3), as part of the all-bacteria Bioinformatics Resource Centre available online.

Furthermore, the protein-encoding sequences were annotated using the NCBI Prokaryotic Genome Automatic Annotation Pipeline (PGAP). Homologs to known functional genes, such as virulence factors and antibiotic resistance genes, were identified using PATRIC, based on homology to known sequences registered in the following databases: Virulence Factor Database (VFDB), Victors, PATRIC_VF, and Comprehensive Antibiotic Resistance Database (CARD). Manual confirmation of these putative genes was undertaken using individual BLAST searches. The draft genome sequence was submitted to the GenBank database under the BioSample accession number SAMN16567360, BioProject PRJNA672675.

The 16S rRNA sequence of AC-1 isolate has similarities with the Acinetobacter albensis (99.93%) in the GenBank database. The genome structure of the AC-1 was found a total of 13.169.008 reading and assembled in 3.180.766 base. According to genome-based species delineation, AC-1 isolate was found as an Acinetobacter albensis. Four virulence and 20 putative AMR genes were detected in the genome of the AC-1 isolate. It has been determined that these genes encode resistance to many classes of antimicrobials such as penam, tetracycline, and fluoroquinolone. Also, the detected virulence genes were found to be responsible for motility and adhesion. The genomic data have been deposited in the DDBJ/ENA/GenBank databases under the accession number JADEZY000000000. In the subsequent studies, it is aimed to determine the pathogenicity in rainbow trout of Acinetobacter albensis AC-1 isolate by experimental infection.