اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات286
تعداد نشریات سازمان84
تعداد شماره‌ها2,914
تعداد مقالات32,872
تعداد مشاهده مقاله43,237,732
تعداد دریافت فایل اصل مقاله19,739,985
kachabi, kimia, Pourbakhsh, Seyed Ali, Zahraei Salehi, Taghi. (1403). Comparative Genomic Analysis of Six Mycoplasma Gallisepticum Strains: Insights into Genetic Diversity and Antibiotic Resistance. سامانه مدیریت نشریات علمی, 80(1), 93-102. doi: 10.32592/ARI.2025.80.1.93
kimia kachabi; Seyed Ali Pourbakhsh; Taghi Zahraei Salehi. "Comparative Genomic Analysis of Six Mycoplasma Gallisepticum Strains: Insights into Genetic Diversity and Antibiotic Resistance". سامانه مدیریت نشریات علمی, 80, 1, 1403, 93-102. doi: 10.32592/ARI.2025.80.1.93
kachabi, kimia, Pourbakhsh, Seyed Ali, Zahraei Salehi, Taghi. (1403). 'Comparative Genomic Analysis of Six Mycoplasma Gallisepticum Strains: Insights into Genetic Diversity and Antibiotic Resistance', سامانه مدیریت نشریات علمی, 80(1), pp. 93-102. doi: 10.32592/ARI.2025.80.1.93
kachabi, kimia, Pourbakhsh, Seyed Ali, Zahraei Salehi, Taghi. Comparative Genomic Analysis of Six Mycoplasma Gallisepticum Strains: Insights into Genetic Diversity and Antibiotic Resistance. سامانه مدیریت نشریات علمی, 1403; 80(1): 93-102. doi: 10.32592/ARI.2025.80.1.93

Comparative Genomic Analysis of Six Mycoplasma Gallisepticum Strains: Insights into Genetic Diversity and Antibiotic Resistance

Archives of Razi Institute
مقاله 11، دوره 80، شماره 1، فروردین و اردیبهشت 2025، صفحه 93-102    اصل مقاله (378.77 K)
نوع مقاله: Original Articles
شناسه دیجیتال (DOI): 10.32592/ARI.2025.80.1.93
نویسندگان
kimia kachabi؛ Seyed Ali Pourbakhsh* ؛ Taghi Zahraei Salehi
Department of Pathobiology, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده
Mycoplasma gallisepticum (MG) is an important pathogen in respiratory diseases that causes great damage to the poultry industry every year. On the other hand, despite the resistance of MG to antibiotics, it is important to identify genetic diversity in providing countermeasures. With the aim of knowing more about the mutations in the current research, the genomes of six MG strains were evaluated. Data related to Variant Annotation and Mutation Analysis using SnpEff, and mutation rates were calculated by dividing total number of mutations by length of genomic regions analyzed. In total, 25,942 variants were found in the six strains demonstrating a significant genetic diversity. Mycoplasma gallisepticum S6(PE2) had the highest number of frameshift mutations. All six strains share a mutation in the MsbA gene, Meanwhile, five of the six strains excluding strain F99 Lab (PE1) have a mutation at position 5158 that affects a multidrug transport system. Interestingly, strain ATCC (PE4) has a unique mutation at position 942, while PE2 has a unique mutation at location 6855 linked to efflux ABC transporter components. Significant genetic variation was seen in the CrmA, GapA, and vlhA genes between strains. High-impact changes, like insertions and deletions, were more common in CrmA, particularly in PE2, whereas nonsynonymous variations were more common in GapA, particularly in PE1. The vlhA gene displayed a range of effects, from synonymous mutations to high-impact mutations like stop-gains and frameshifts, in strains PE5 and PE6, in particular. The functional variations amongst the strains may be attributed to these mutations, which may alter gene expression or protein function. In addition, there were considerable mutations in the dxr and rpoC genes linked to antibiotic resistance. These mutations highlight the ongoing evolutionary adaptations of M. gallisepticum. Therefore, there is a need for revised treatment protocols and the development of targeted vaccines to control resistance in the poultry industry.
کلیدواژه‌ها
Mycoplasma gallisepticum؛ genetic variation؛ antibiotic resistance؛ poultry industry
عنوان مقاله [English]
بررسی مقایسه‌ای ژنوم شش سویه مایکوپلاسما گالی سپتیکوم: نگاهی به تنوع ژنتیکی و مقاومت آنتی‌بیوتیکی
چکیده [English]
مایکوپلاسما گالی‌سپتیکوم (MG) یک پاتوژن مهم در بیماری‌های تنفسی است که هر ساله خسارات زیادی به صنعت طیور وارد می‌کند. از سوی دیگر، با وجود مقاومت MG به آنتی‌بیوتیک‌ها، شناسایی تنوع ژنتیکی برای ارائه راهکارهای مقابله‌ای اهمیت دارد. با هدف بررسی بیشتر جهش‌ها در تحقیق حاضر، ژنوم‌های شش سویه MG ارزیابی شدند. داده‌های مربوط به حاشیه‌نویسی واریانت و تحلیل جهش با استفاده از SnpEff انجام شد و نرخ جهش با تقسیم تعداد کل جهش‌ها بر طول نواحی ژنومی محاسبه شد. در مجموع، ۲۵,۹۴۲ واریانت در شش سویه شناسایی شد که نشان‌دهنده تنوع ژنتیکی قابل توجه است. مایکوپلاسما گالی‌سپتیکوم S6(PE2) بیشترین تعداد جهش‌های فریم‌شیفت را داشت. هر شش سویه دارای یک جهش در ژن MsbA هستند، در حالی که پنج سویه از شش سویه به استثنای سویه F99 Lab (PE1) دارای جهشی در موقعیت ۵۱۵۸ هستند که یک سیستم حمل‌ونقل چنددارویی را تحت تأثیر قرار می‌دهد. جالب است که سویه ATCC (PE4) یک جهش منحصر به فرد در موقعیت ۹۴۲ دارد، در حالی که PE2 دارای یک جهش منحصر به فرد در موقعیت ۶۸۵۵ مرتبط با اجزای ترانسپورتر ABC پمپ افلاکس است. تنوع ژنتیکی قابل توجهی در ژن‌های CrmA، GapA و vlhA بین سویه‌ها مشاهده شد. تغییرات با تأثیر بالا مانند اینسرشن و حذف‌ در CrmA بیشتر شایع بودند، به‌ویژه در PE2، در حالی که تغییرات غیر هم‌معنی بیشتر در GapA، به‌ویژه در PE1 مشاهده شد. ژن vlhA طیف وسیعی از اثرات را نشان داد، از جهش‌های هم‌معنی تا جهش‌های با تأثیر بالا مانند استاپ-گین و فریم‌شیفت، به‌ویژه در سویه‌های PE5 و. PE6 تغییرات عملکردی بین سویه‌ها ممکن است به دلیل این جهش‌ها باشد که ممکن است بیان ژن یا عملکرد پروتئین را تغییر دهند. علاوه بر این، جهش‌های قابل توجهی در ژن‌های dxr و rpoC مرتبط با مقاومت به آنتی‌بیوتیک مشاهده شد. این جهش‌ها نشان‌دهنده انطباق‌های تکاملی در حال وقوع مایکوپلاسما گالی‌سپتیکوم میباشند. بنابراین، نیاز به بازنگری در پروتکل‌های درمانی و توسعه واکسن‌های هدفمند برای کنترل مقاومت در صنعت طیور وجود دارد.
کلیدواژه‌ها [English]
مایکوپلاسما گالی سپتیکوم, تنوع ژنتیکی, مقاومت آنتی بیوتیکی, صنعت طیور
مراجع
  1. Ley DH, Yoder Jr HW. Mycoplasma gallisepticum infection. Diseases of poultry. 2008; 12:807-34.
  2. Ghohestani, S., Zeinali, T., Razmyar, J., Kalidari, G., Bassami, M. Isolation and Molecular Identification of Mycoplasma spp. From Pigeons in the North-East of Iran. Iranian Journal of Veterinary Medicine, 2018; 12(3): 181-187.
  3. Mernizi, A., Kadiri, O., Criado Rius, J. L., Bouslikhane, M., Ghram, A., Mohamed, M., Catelli, E., Nassik, S. Detection of Avian Metapneumovirus Subtypes A and B in Moroccan Broiler Farms. Iranian Journal of Veterinary Medicine, 2024; 18(4): 479-488.
  4. Darebaghi, A., Emadi Chashmi, S. H., Kafshdozan, K., hossein, H. Molecular Detection of Avian Metapneumovirus in Semnan BroilerFarms. Iranian Journal of Veterinary Medicine, 2021; 15(1): 27-34.
  5. Beheshtian, B., Haghighi Khoshkhoo, P., Akbariazad, G., Hosseini, H. Phylogenetic Study and Investigation on the Involvement of the Newcastle Disease Virus in Multicausal Respiratory Diseases of the Broiler Flocks in Qazvin Province, Iran 2014-2015. Iranian Journal of Veterinary Medicine, 2020; 14(2): 135-145.
  6. Rahmani, E., hosseini, H. A Survey of Pathogenic Avian Mycoplasma Involvement in Multicausal Respiratory Disease in Broiler Flocks. Iranian Journal of Veterinary Medicine, 2017; 11(3): 249-253.
  7. Mahmmoud EN, Hamad MA, Khudhur ZN. Detection of Mycoplasma gallisepticum in broiler chickens by PCR. Open Vet J. 12(3):329-334.
  8. Gautier-Bouchardon AV. 2018. Antimicrobial Resistance in Mycoplasma spp. Microbiol Spectr. 6(4).
  9. Allemailem K. Recent advances in understanding the molecular mechanisms of multidrug resistance and novel approaches of CRISPR/cas9-based genome-editing to combat this health emergency. Int. J. Nanomedicine. 2024; 19, 1125–1143.
  10. Schroeder JW, Yeesin P, Simmons LA., Wang JD. Sources of spontaneous mutagenesis in bacteria. Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 2018; 53, 29–48.
  11. Beaudet J, Tulman ER, Pflaum K, Canter JA, Silbart LK, Geary SJ. Immunologic pathways in protective versus maladaptive host responses to attenuated and pathogenic strains of Mycoplasma gallisepticum. Infect Immun. 2019; 87(6).
  12. Kachabi, K., Pourbakhsh, S. A., Zahraei Salehi, T. Detection of Mycoplasma gallisepticum, Isolation, and Determination of Tylosin Susceptibility of Isolates from Commercial Chickens. Archives of Razi Institute. 2023; 78(4): 1247-1257.
  13. Abd El-Hamid MI, Awad NFS, Hashem YM, Abdel-Rahman MA, Abdelaziz AM, Mohammed IAA, Abo-Shama UH In vitro evaluation of various antimicrobials against field mycoplasma gallisepticum and mycoplasma synoviae isolates in Egypt. Poult Sci. 2019; 98(12):6281-6288.
  14. Li H., Handsaker B, Wysoker A, Fennell T, Ruan J, Homer N, Marth G, Abecasis G, Durbin R. 1000 Genome Project Data Processing Subgroup. The Sequence Alignment/Map format and SAMtools. Bioinformatics. 2009;25(16):2078-9.
  15. Langmead, B. and Salzberg, S.L. Fast gapped-read alignment with Bowtie 2. Nat Methods. 2012; 9, 357-359.
  16. Cingolani P, Platts A, Wang LL, Coon M, Nguyen T, Wang L, Land SJ, Lu X, Ruden DM. A program for annotating and predicting the effects of single nucleotide polymorphisms, SnpEff: SNPs in the genome of Drosophila melanogaster strain w1118; iso-2; iso-3. Fly (Austin). 2012;6(2):80-92.
  17. Limsatanun A, Pakpinyo S, Limpavithayakul K, Prasertsee T. Targeted sequencing analysis of Mycoplasma gallisepticum isolates in chicken layer and breeder flocks in Thailand. Sci Rep. 2022; 12(1):9900.
  18. Kabiri N, Bashashati M, Marandi V M, Banani M, Sabouti F. Genetic analysis of Iranian Mycoplasma gallisepticum isolates using gene-targeted sequencing of complete pvpA gene, Turkish Journal of Veterinary & Animal Sciences. 2019; 43(3).
  19. Lubelski J, Konings WN, Driessen AJ. Distribution and physiology of ABC-type transporters contributing to multidrug resistance in bacteria. Microbiol Mol Biol Rev; 2007; 71(3):463-76.
  20. Rüger N, Szostak M P, Rautenschlein S. The expression of GapA and CrmA correlates with the Mycoplasma gallisepticum in vitro infection process in chicken TOCs. Veterinary research. 2020; 53(1), 66.
  21. Indiková I, Much P, Stipkovits L, Siebert-Gulle K, Szostak MP, Rosengarten R, Citti C. Role of the GapA and CrmA cytadhesins of Mycoplasma gallisepticum in promoting virulence and host colonization. Infect Immun. 2013;81(5):1618-24.
  22. Pflaum K, Tulman ER, Canter J, Dhondt KV, Reinoso-Perez MT, Dhondt AA, Geary SJ. The influence of host tissue on M.PEgallisepticum vlhA gene expression. Vet Microbiol. 2020; 251:108891.
  23. Pflaum K, Tulman ER, Beaudet J, Canter J, Geary SJ. Variable Lipoprotein Hemagglutinin A Gene (vlhA) Expression in Variant Mycoplasma gallisepticum Strains In Vivo. Infect Immun. 2018; 86(11):e00524-18.
  24. Mahdizadeh S, Masukagami Y, Tseng CW, Markham PF, De Souza DP, Nijagal B, Tull D, Tatarczuch L, Browning GF, Sansom FM. A Mycoplasma gallisepticum Glycerol ABC Transporter Involved in Pathogenicity. Appl Environ Microbiol. 2021; 87(11):e03112-20.
  25. Sato R, Tanaka T, Ohara H, Aso Y. Disruption of glpF gene encoding the glycerol facilitator improves 1,3-propanediol production from glucose via glycerol in Escherichia coli. Lett Appl Microbiol. 2021; 72(1):68-73.
  26. Kim KS, Ko KS, Chang MW, Hahn T, Hong S, Kook, YH. Use of rpoB sequences for phylogenetic study of Mycoplasma species. FEMS microbiology letters. 2003;226: 299-305.
  27. de Vos M, Müller B, Borrell S, Black PA, van Helden PD, Warren RM, Gagneux S, Victor TC. Putative compensatory mutations in the rpoC gene of rifampin-resistant Mycobacterium tuberculosis are associated with ongoing transmission. Antimicrobial agents and chemotherapy. 2013; 57(2), 827–832.
  28. Polissi A, Georgopoulos C. Mutational analysis and properties of the msbA gene of Escherichia coli, coding for an essential ABC family transporter. Mol Microbiol; 1996; 20(6):1221-1233.
  29. Ma X, Wang L, Yang F, Li J, Guo L, Guo Y, et al. Drug sensitivity and genome-wide analysis of two strains of Mycoplasma gallisepticum with different biofilm intensity. Front Microbiol. 2023;14:1196747.
  30. Mugunthan SP, Kannan G, Chandra HM, Paital B. Infection, transmission, pathogenesis and vaccine development against Mycoplasma gallisepticum. Vaccines. 2023;11(2):469.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 36
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 83


counter
سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب