酸化ストレスに応答した新規病原体エリザベスキンキンアノフェリスの完全なゲノム配列とトランスクリプトーム分析

エリザベスキンキアアノフェリスは、新生児、重度の免疫不全患者、術後患者に生命を脅かす感染を引き起こす可能性のある新たな病原体です。E. anophelisに関するゲノム情報の欠如は、病因のメカニズムについての理解を妨げます。ここでは、E。anophelisnuhp1の最初の完全なゲノム配列を報告し、酸化ストレスに対するその反応を評価します。Elizabethkingia anophelis nuhp1には、4,369,828塩基対と4,141の予測コードシーケンスの円形ゲノムがあります。シーケンス分析は、E。anophelisが鉄とストレス反応を除去するためのよく発達したシステムを持っていることを示しています。多くの推定病原性因子と抗生物質耐性遺伝子が特定され、潜在的な宿主と病原体の相互作用と抗生物質耐性を強調しました。RNAシーケンスベースのトランスクリプトームプロファイリングは、エルシニアバクチン様鉄シデロフォアとヘム利用の合成に関与する遺伝子の発現が、過酸化水素処理によって引き起こされる酸化ストレスへの保護メカニズムとして高度に誘導されることを示しています。クロムアズロールスルホン酸アッセイにより、酸化ストレスの存在下では、E。anophelisのシデロフォア産生が増加することが確認されました。さらに、ヘモグロビンは、E。anophelisnuhp1の成長、過酸化水素耐性、細胞付着、およびバイオフィルム形成を促進することを示しました。私たちの研究は、シデロフォアの生産とヘムの取り込み経路が、出現した病原体E. anophelisのストレス反応と病原性に不可欠な役割を果たす可能性があることを示唆しています。

Elizabethkingia anophelis is an emerging pathogen that can cause life-threatening infections in neonates, severely immunocompromised and postoperative patients. The lack of genomic information on E. anophelis hinders our understanding of its mechanisms of pathogenesis. Here, we report the first complete genome sequence of E. anophelis NUHP1 and assess its response to oxidative stress. Elizabethkingia anophelis NUHP1 has a circular genome of 4,369,828 base pairs and 4,141 predicted coding sequences. Sequence analysis indicates that E. anophelis has well-developed systems for scavenging iron and stress response. Many putative virulence factors and antibiotic resistance genes were identified, underscoring potential host-pathogen interactions and antibiotic resistance. RNA-sequencing-based transcriptome profiling indicates that expressions of genes involved in synthesis of an yersiniabactin-like iron siderophore and heme utilization are highly induced as a protective mechanism toward oxidative stress caused by hydrogen peroxide treatment. Chrome azurol sulfonate assay verified that siderophore production of E. anophelis is increased in the presence of oxidative stress. We further showed that hemoglobin facilitates the growth, hydrogen peroxide tolerance, cell attachment, and biofilm formation of E. anophelis NUHP1. Our study suggests that siderophore production and heme uptake pathways might play essential roles in stress response and virulence of the emerging pathogen E. anophelis.