Diversity, dynamic and mobility of "Integrative Conjugative Elements" (ICEs) of Streptococcus agalactiae integrated into the 3' end of tRNA lysine gene
Diversité, dynamique et mobilité des éléments intégratifs conjugatifs (ICE) de Streptococcus agalactiae intégrés dans l'extrémité 3' du gène codant un ARNt Lysine
Résumé
Integrative and Conjugative Elements (ICEs) and related elements are widespread in bacteria and play a key role in horizontal gene transfer. ICEs excise by site-specific recombination as a circular intermediate, promote their own transfer by conjugation and then integrate into a replicon of the recipient cell. Streptococcus agalactiae is an opportunistic pathogen that causes severe human invasive neonatal infections as well as infections in animals (bovine, fish...).
Previous in silico analysis of eight sequenced genomes of S. agalactiae identified in each genome a different element integrated in the tRNALys CTT gene with four putative ICEs. This study, carried on 246 other genomes of S. agalactiae, confirmed the prevalence and diversity of elements integrated in this locus with 98% of the strains carrying an element (ICE, trans or cis mobilizable elements composite elements...). A novel family of putative mobilisable elements which can integrate in the oriT of ICE has been characterized.
Functional analysis of 5 ICEs demonstrated that four can excise of the chromosome but that only ICE_FSLS3-026_tRNALys and ICE_515_tRNALys can transfer by conjugation inside the species or to S. pyogenes for one of them.
Composite elements have been obtained after transfer of ICE_515_tRNALys to a recipient strain already carrying an element integrated in the same locus. One of this composite element is able to excise and transfer by conjugation to a new strain leading to cis-mobilization of the resident element.
In conclusion, ICEs and cis and trans mobilizable elements are widespread in S. agalactiae and contribute to the genomic plasticity in this bacterial species
Les éléments intégratifs conjugatifs (ICE) et les éléments en dérivant jouent un rôle important dans le transfert horizontal de gènes chez les bactéries. Les ICE s'excisent par recombinaison site-spécifique sous forme circulaire, se transfèrent par conjugaison et s'intègrent dans un réplicon de la cellule réceptrice. Streptococcus agalactiae est une bactérie pathogène opportuniste responsable d'infections néonatales sévères chez l'Homme et d'infections chez les animaux (bovins, poissons, ...).
Une analyse in silico antérieure de 8 génomes séquencés de Streptococcus agalactiae avait permis d'identifier plusieurs éléments intégrés dans l'extrémité 3' d'un gène codant un ARNtLys CTT dont 4 ICE putatifs. Cette étude élargie à 246 génomes a confirmé la prévalence et la diversité des éléments intégrés dans ce locus (présence d'ICE, éléments mobilisables en trans ou en cis, éléments composites, ... chez 98 % des souches). Une nouvelle famille d'éléments mobilisables putatifs s'intégrant dans l'oriT d'ICE a été caractérisée.
L'étude fonctionnelle de 5 ICE a montré que 4 s'excisent du chromosome mais que seuls ICE_FSL S3-026_tRNALys et ICE_515_tRNALys se transfèrent par conjugaison au sein de l'espèce et vers S. pyogenes pour l'un des 2.
Des éléments composites ont été obtenus par transfert d'ICE_515_tRNALys vers une souche possédant déjà un élément intégré dans ce locus. Un de ces éléments composites est capable de s'exciser et de se transférer par conjugaison conduisant à une mobilisation en cis de l'élément résident.
En conclusion, les ICE et les éléments mobilisables (en cis ou en trans) sont très répandus chez S. agalactiae et contribuent à la plasticité génomique chez cette espèce
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