温帯性バクテリオファージによる黄色ブドウ球菌のゲノムアイランドの動員

ヒトと動物の両方の宿主における黄色ブドウ球菌の病原性は、モバイル遺伝子要素（MGE）の獲得の影響を主に受けています。ほとんどの黄色ブドウ球菌株には、毒性遺伝子含有量が多様であるが、株系統内で保存されている3つのゲノム島（νsaα、νsaβ、νsaγ）を含むさまざまなmgeがあります。病原性島、ファージ、プラスミドの動員はよく研究されていますが、ゲノム島の動員はよく理解されていません。我々は以前、RF122株からの隣接する温帯バクテリオファージϕsabovによるνsaβの動員を実証した。この研究では、ϕsabovがϕsaαとνsaγの動員を媒介することを実証します。ϕsabovから遠隔に位置し、主にST151に属するレシピエント株に配置されます。ファージDNA配列分析により、RF122からの染色体DNA切除イベントはMGESに対して非常に特異的であることが明らかになり、温帯ファージによる一般化された形質導入ではなく、配列特異的DNA切除および包装イベントを示唆しています。ϕsabovにおけるINT遺伝子の破壊は、ファージDNAの切除、包装、および統合イベントに影響を与えませんでした。しかし、TERL遺伝子の破壊はファージDNAパッキングイベントを完全に廃止しました。これは、ゲノム島の移動における温帯ファージの主要な機能がTERLによるファージDNAパッケージを可能にすることであり、ファージ粒子を伝達することが実際の移動の媒体であることを示唆しています。これらの結果は、黄色ブドウ球菌のゲノム島の水平移動と進化におけるバクテリオファージの重要な役割についての理解を広げています。

The virulence of Staphylococcus aureus, in both human and animal hosts, is largely influenced by the acquisition of mobile genetic elements (MGEs). Most S. aureus strains carry a variety of MGEs, including three genomic islands (νSaα, νSaβ, νSaγ) that are diverse in virulence gene content but conserved within strain lineages. Although the mobilization of pathogenicity islands, phages and plasmids has been well studied, the mobilization of genomic islands is poorly understood. We previously demonstrated the mobilization of νSaβ by the adjacent temperate bacteriophage ϕSaBov from strain RF122. In this study, we demonstrate that ϕSaBov mediates the mobilization of νSaα and νSaγ, which are located remotely from ϕSaBov, mostly to recipient strains belonging to ST151. Phage DNA sequence analysis revealed that chromosomal DNA excision events from RF122 were highly specific to MGEs, suggesting sequence-specific DNA excision and packaging events rather than generalized transduction by a temperate phage. Disruption of the int gene in ϕSaBov did not affect phage DNA excision, packaging, and integration events. However, disruption of the terL gene completely abolished phage DNA packing events, suggesting that the primary function of temperate phage in the transfer of genomic islands is to allow for phage DNA packaging by TerL and that transducing phage particles are the actual vehicle for transfer. These results extend our understanding of the important role of bacteriophage in the horizontal transfer and evolution of genomic islands in S. aureus.