広範囲の病原性大腸菌株におけるピポリンの多様性と変動性

自己合成トランスポゾンは、独自のBファミリーDNAポリメラーゼ（POLB）をコードする統合モバイル遺伝子要素（MGE）です。数年前に発見された彼らは、DNAウイルスとウイルスホスト相互作用機械のいくつかのグループの進化において重要なプレーヤーとして提案されています。ピポリンはグループへの最新の追加であり、多様な門からの細菌のゲノムに統合されており、ミトコンドリアの円形プラスミドとしても存在します。驚くべきことに、ピポリンエンコードされたポルブは、DNAプライミング能力を備えた熟練したDNAポリメラーゼであるため、名前、プライマー非依存性ポルブ（Pipolb）です。現在、2,238人のヒトおよび動物の病原性大腸菌株のコレクションにピポリンの存在を調査し、25の陽性分離株（1.1％）で検出されているが、多種多様な病原型からの大腸菌株に存在することを発見しました。、血清型、系統群および配列タイプ。全体として、ピポリンを運ぶ株のパンゲノームは、かなりの数の株が3つのクローン複合体（CC10、CC23、およびCC32）に属しているという事実にもかかわらず、非常に多様です。多様な起源からの株にまたがるGenBankデータベースからの67の追加のピポリンを貯水するゲノムのセットとの比較分析により、これらの結果はさらに確認されました。ピポリンの遺伝的構造は、ピポルブ遺伝子と付着部位が唯一の共通の特徴であるため、大きな柔軟性と変動性を示しています。ほとんどのピポリンには、同じ保存されたtRNA遺伝子の元素の切除/統合に関与する1つまたは複数のリコンビナーゼが含まれています。この動員メカニズムは、ピポリンの見かけの非互換性を、インテグロンなどの他の統合MGEと説明する可能性があります。さらに、ピポリンとピポリンを覆う株の間のコパイロゲン症の分析では、宿主間の水平移動と一致して、いくつかのピポリンと宿主株の間に一致がないことが示されました。全体として、これらの結果は、ピポリンが循環大腸菌およびおそらく他の病原性細菌の間で遺伝的移動の媒体として機能することを示しています。

Self-synthesizing transposons are integrative mobile genetic elements (MGEs) that encode their own B-family DNA polymerase (PolB). Discovered a few years ago, they are proposed as key players in the evolution of several groups of DNA viruses and virus-host interaction machinery. Pipolins are the most recent addition to the group, are integrated in the genomes of bacteria from diverse phyla and also present as circular plasmids in mitochondria. Remarkably, pipolins-encoded PolBs are proficient DNA polymerases endowed with DNA priming capacity, hence the name, primer-independent PolB (piPolB). We have now surveyed the presence of pipolins in a collection of 2,238 human and animal pathogenic Escherichia coli strains and found that, although detected in only 25 positive isolates (1.1%), they are present in E. coli strains from a wide variety of pathotypes, serotypes, phylogenetic groups and sequence types. Overall, the pangenome of strains carrying pipolins is highly diverse, despite the fact that a considerable number of strains belong to only three clonal complexes (CC10, CC23 and CC32). Comparative analysis with a set of 67 additional pipolin-harboring genomes from GenBank database spanning strains from diverse origin, further confirmed these results. The genetic structure of pipolins shows great flexibility and variability, with the piPolB gene and the attachment sites being the only common features. Most pipolins contain one or more recombinases that would be involved in excision/integration of the element in the same conserved tRNA gene. This mobilization mechanism might explain the apparent incompatibility of pipolins with other integrative MGEs such as integrons. In addition, analysis of cophylogeny between pipolins and pipolin-harboring strains showed a lack of congruence between several pipolins and their host strains, in agreement with horizontal transfer between hosts. Overall, these results indicate that pipolins can serve as a vehicle for genetic transfer among circulating E. coli and possibly also among other pathogenic bacteria.