Services complets de séquençage de phages et de plasmides

CD Genomics propose des services complets de séquençage de plasmides et de phages. Nos pipelines bioinformatiques avancés prennent en charge l'assemblage de novo, éliminant le besoin de génomes de référence et permettant une analyse approfondie et précise des plasmides et des bactériophages.

Qu'est-ce que le séquençage complet de phages/plasmides ?

Les plasmides sont des molécules d'ADN circulaires qui existent de manière indépendante au sein des cellules bactériennes, portant souvent des gènes qui confèrent à leur hôte des caractéristiques bénéfiques telles que la résistance aux antibiotiques ou des fonctions métaboliques améliorées. Ces plasmides sont essentiels pour le transfert horizontal de gènes, permettant aux bactéries de s'adapter rapidement aux pressions environnementales et aux changements. De même, les phages, ou bactériophages, sont des virus qui ciblent spécifiquement les bactéries et jouent un rôle crucial dans le transfert de gènes bactérien et la dynamique des populations. Leurs interactions avec les hôtes bactériens impactent la diversité microbienne et l'équilibre écologique.

Une compréhension approfondie de la structure génétique des plasmides et des phages est essentielle pour saisir leurs rôles dans les écosystèmes microbiaux et leur influence sur des traits tels que la résistance aux antibiotiques. Le séquençage complet des plasmides et des phages implique le décodage de l'ensemble de la séquence génétique des plasmides et des phages, offrant une vue d'ensemble de leur paysage génétique. Cette méthode permet aux chercheurs d'identifier à la fois les gènes essentiels et les éléments accessoires qui contribuent à l'adaptabilité et au potentiel pathogène de l'organisme. Grâce à cette cartographie génétique détaillée, nous obtenons des aperçus plus profonds sur l'évolution microbienne et les processus de transfert de gènes, qui sont cruciaux pour faire progresser la recherche en biotechnologie et en science de l'environnement.

Nos méthodes de séquençage de phages/plasmides entiers

Les plasmides et les phages présentent une variabilité considérable en termes de taille et de complexité, les plasmides montrant souvent un contenu élevé en GC, des structures complexes ou des régions répétitives étendues, tandis que les phages peuvent également afficher des architectures génétiques diverses et des tailles de génome variables. Ces complexités ont historiquement rendu les méthodes de séquençage traditionnelles de Sanger à la fois coûteuses et sujettes à des taux d'échec élevés, couplées à des temps de traitement relativement lents.

CD Genomics utilise des technologies de séquençage avancées pour fournir des séquences complètes d'ADN plasmidique et de phages. Nos méthodes intègrent à la fois le séquençage de nouvelle génération (NGS) et les technologies de séquençage à long brin pour s'adapter aux structures et tailles diverses des plasmides et des phages. Nous utilisons des plateformes à la pointe de la technologie telles qu'Illumina pour le séquençage à haut débit et Nanopore ou PacBio pour le séquençage à long brin. Notre approche comprend une préparation de bibliothèque complète et une analyse bioinformatique, garantissant un assemblage et une annotation précis de l'ensemble de la séquence génétique.

Séquençage du génome complet des phages

CD Genomics concentre désormais son offre de séquençage sur le séquençage du génome entier des bactériophages, en utilisant à la fois des plateformes de séquençage à lecture courte (Illumina HiSeq) et à lecture longue (PacBio SMRT, Oxford Nanopore) pour soutenir de novo et l'assemblage guidé par référence. Notre flux de travail optimisé gère les génomes de phages riches en GC, denses en répétitions ou structurellement complexes, générant des assemblages à haute continuité avec annotation fonctionnelle des gènes et des informations sur les interactions hôtes.

Le séquençage du génome complet des phages soutient la recherche sur la découverte de candidats phages contre les bactéries résistantes aux médicaments, les études sur la diversité des phages dans l'environnement et les aliments, ainsi que l'analyse évolutive des populations de phages à travers les écosystèmes.

Avantages du séquençage complet des phages/plasmides

Couverture complète: Fournit un séquençage complet des plasmides et des phages, y compris les régions à forte teneur en GC et les structures complexes que les méthodes traditionnelles pourraient manquer, garantissant un aperçu génétique complet.

Haute précision: Fournit des séquences avec une précision dépassant 99,9 %, garantissant que l'information génétique est précise et fiable pour des recherches ultérieures.

Rentable: Offre une solution plus abordable, en particulier pour les grands plasmides et les phages, avec des coûts nettement inférieurs à ceux des méthodes de séquençage traditionnelles, en faisant un choix rentable pour des projets d'envergure.

Délai d'exécution rapideAssure un traitement rapide et une acquisition de données, accélérant la recherche et permettant des insights en temps opportun.

Aucune référence requise: Effectue le séquençage sans avoir besoin de génomes de référence préexistants, idéal pour explorer des plasmides et des phages nouveaux ou non caractérisés.

Haut débitCapable de traiter plusieurs échantillons simultanément, améliorant l'efficacité et soutenant les efforts de recherche à grande échelle.

Applications du séquençage complet de phages/plasmides

• Écologie microbienneExamine le rôle des plasmides et des phages au sein des communautés microbiennes, leurs interactions et leur influence sur la diversité microbienne et les fonctions des écosystèmes.
• Études de transfert de gènesÉtudier les mécanismes de transfert horizontal de gènes médiés par des plasmides et des phages, y compris la dissémination de gènes de résistance et d'autres attributs fonctionnels.
• Biologie synthétiqueUtilisez des séquences de plasmides complètes pour concevoir et affiner des constructions génétiques, faisant progresser les applications en biologie synthétique.
• Recherche sur les phagesAnalysez les génomes des phages pour développer des stratégies d'interventions ciblées contre des espèces bactériennes spécifiques.
• Recherche environnementaleExplorez la présence et les fonctions des plasmides et des phages dans divers environnements, tels que le sol, l'eau et différents habitats microbiens.

Flux de travail complet de séquençage de plasmides/phages

Spécifications du service

	Exigences d'échantillon Séquençage complet de l'ADN plasmidique : ADN plasmidique ≥ 1 µg ; Quantité minimale : 500 ng ; Concentration ≥ 20 ng/µL Séquençage de plasmides (Nanopore) : ADN génomique ≥ 1 µg ; Quantité minimale : 500 ng ; Concentration ≥ 10 ng/µL Séquençage de phages Type d'échantillon : Les échantillons de phages peuvent être soit isolés d'échantillons environnementaux, soit de cultures pures. Remarque : Les montants d'échantillons sont indiqués à titre de référence uniquement. Pour des informations détaillées, veuillez contactez-nous avec vos demandes personnalisées.
Cliquez	Stratégie de séquençage Plateforme Illumina Nanopore plateforme
	Analyse bioinformatique Nous proposons plusieurs analyses bioinformatiques personnalisées : Contrôle de la qualité des données Acquisition de données de haute qualité Assemblage de novo du génome Détection de séquences spécifiques Annotation et analyse fonctionnelle Remarque : Les sorties de données recommandées et les contenus d'analyse affichés sont à titre de référence uniquement. Pour des informations détaillées, veuillez contactez-nous avec vos demandes personnalisées.

Pipeline d'analyse

Livrables

• Fichiers FASTQ
• Rapport sur la longueur de lecture et la qualité
• Résultats de l'assemblée
• Carte circulaire génomique
• Analyse des mutations potentielles
• Fichiers d'annotation

CD Genomics tire parti des capacités avancées de la plateforme Illumina pour un séquençage précis des plasmides, garantissant une vérification fiable et une analyse complète de l'ADN plasmidique. De plus, nous avons développé une méthode économique et à haut débit utilisant la technologie Nanopore pour séquencer efficacement des plasmides plus grands dans leur intégralité. En étendant notre expertise au séquençage des phages, nous utilisons ces technologies de pointe pour fournir des informations génomiques complètes et précises sur les bactériophages. Forts de notre vaste expérience et de nos plateformes à la pointe de la technologie, nous nous engageons à offrir des services de séquençage exceptionnels et des résultats de haute qualité adaptés aux besoins divers de nos clients.

1. Pourquoi le séquençage complet de l'ADN plasmidique est-il nécessaire ?

• Validation de l'intégrité de la séquence : Les plasmides peuvent subir des modifications génétiques lors du clonage ou de l'amplification, introduisant des erreurs ou des mutations potentielles.
• Contrôle de qualité pour le clonage et l'ingénierie : Le séquençage des plasmides garantit une vérification précise des inserts clonés, l'absence de mutations et l'intégrité du système expérimental.
• Optimisation de la conception expérimentale : Des séquences de plasmides précises permettent une planification expérimentale efficace.

2. Comment extraire l'ADN plasmidique des cellules hôtes ?

Les méthodes d'extraction courantes incluent :

• Lyse alcaline : Lyse cellulaire dans des conditions alcalines pour libérer l'ADN plasmidique.
• Extraction phénol-chloroforme : Utilisation du phénol et du chloroforme pour l'extraction de l'ADN, éliminant les protéines et les impuretés.
• Extraction par colonne : Colonnes commerciales pour la purification de l'ADN plasmidique par centrifugation et élution.

3. Comment garantir l'exactitude des données de séquençage ?

Les mesures critiques pour garantir la précision des données de séquençage englobent plusieurs procédures clés :

• Extraction d'échantillons approfondie : Garantir la pureté et la concentration de l'ADN plasmidique.
• Sélection d'une plateforme de séquençage adaptée : Adapter le choix aux exigences expérimentales.
• Mise en œuvre du traitement des données et du contrôle de la qualité : Utilisation d'outils de bioinformatique pour éliminer les lectures de qualité inférieure et les erreurs de séquençage.
• Validation par alignement de séquences : Aligner les résultats avec des séquences connues pour substancier l'exactitude.

4. Quelles sont les applications du séquençage complet de l'ADN plasmidique ?

Le séquençage complet de l'ADN plasmidique offre une pléthore d'applications dans divers domaines :

• Clonage de gènes et études d'expression : Faciliter la construction de vecteurs de clonage efficaces.
• Recherche sur la résistance aux antibiotiques : Déchiffrer les mécanismes de résistance bactérienne.
• Études de fonction des gènes : Exploration des fonctionnalités spécifiques des gènes au sein des cellules.
• Biologie synthétique et biotechnologie : Pionniers dans la conception d'outils et de voies de biologie synthétique pour la production pharmaceutique, la restauration environnementale et les projets de bioénergie.

Si vous souhaitez en savoir plus, veuillez consulter notre article "Détection de plasmides et séquençage complet de l'ADN plasmidique.

5. Quels facteurs peuvent affecter les résultats du séquençage de l'ADN plasmidique ?

Les facteurs d'influence comprennent :

• Qualité de l'échantillon : pureté de l'ADN et adéquation de la concentration.
• Technologie de séquençage : Pertinence des plateformes et technologies choisies.
• Traitement des données : Efficacité des procédures de contrôle de la qualité et de traitement.
• Complexité de la séquence : Impact de la complexité de la séquence du plasmide et des éléments répétitifs sur l'assemblage.

Dynamique de la résistance antimicrobienne et épidémiologie génomique des souches multirésistantes Salmonella enterica Sérotype Indiana ST17 de 2006 à 2017 en Chine

Journal : Msystems

Facteur d'impact : 7,324

Publié : 21 juillet 2022

Contexte

La Salmonella enterica non typhique (NTS) est un pathogène alimentaire mondial significatif, de plus en plus associé à la résistance aux antimicrobiens (RAM), en particulier aux souches multirésistantes (MDR). Cette résistance complique le traitement et pose un défi pour la santé publique, poussant l'OMS à prioriser S. enterica résistant pour le développement de nouveaux antimicrobiens. La base génétique de la résistance comprend des mutations chromosomiques et des gènes médiés par plasmides, contribuant à la dominance généralisée de certaines souches. Des études récentes en Chine mettent en évidence la prévalence et les mécanismes de résistance de S. Indiana MDR, soulignant le besoin urgent d'interventions efficaces pour freiner sa propagation.

Méthodes

Résultats

Parmi 138 bla_CTX-MLes isolats positifs, 65,2 % ont été classés par emplacement génomique. Notamment, bla_CTX-M-14 et bla_CTX-M-55 ont été identifiés sur les chromosomes, tandis que bla_CTX-M-15 et bla_CTX-M-65 étaient principalement portés par des plasmides. Les isolats humains ont montré une prévalence significativement plus élevée de bla_CTX-M positivité (63 %) par rapport aux isolats liés à l'alimentation (47 %). Le séquençage complet de cinq isolats représentatifs a révélé un paysage diversifié de contextes génétiques abritant bla_CTX-M gènes, en particulier sur les plasmides IncHI2. Fait remarquable, le plasmide pIndS104-CTX présentait une similitude frappante avec un locus chromosomique dans S. Indiana SI43, impliquant de potentiels événements de recombinaison entre plasmides et chromosomes. Cette étude souligne la complexité de bla_CTX-M les voies de dissémination parmi les agents pathogènes et souligne l'urgence d'une clarification supplémentaire.

Fig 1. Comparaison circulaire entre bla_CTX-Mplasmides IncHI2 positifs dans cette étude (pIndS104-CTX, ps17177-CTX et ps11011-CTX) et d'autres plasmides IncHI2 similaires dans la base de données nr de NCBI.

Cette étude nationale de 251 isolats a révélé une forte similarité génomique entre les isolats humains et ceux de poulet, suggérant que les poulets pourraient être une source d'infections humaines. La lignée 6 était la plus résistante, avec des plasmides IncHI2 portant couramment des gènes ESBL et PMQR.

Conclusion

Cette étude offre un aperçu détaillé de l'évolution rapide de la résistance multidrogue (MDR) dans S. Indiana au cours des 15 dernières années en Chine. Des mécanismes de résistance antimicrobienne uniques distinguent S. Indiana des autres sérovars, avec des processus génétiques divers contribuant au développement de la résistance, y compris les intégrations chromosomiques, l'évolution des éléments de résistance mobiles et l'acquisition sporadique de déterminants de résistance. La présence de niches hôtes diverses, y compris divers réservoirs animaux, souligne l'importance d'une approche One Health pour une surveillance et un contrôle efficaces de la propagation de la résistance. Une surveillance continue ciblant les souches bactériennes et les éléments génétiques mobiles est essentielle pour des mesures de contrôle efficaces.

Référence :

1. Du P, Liu X, Liu Y, et al. Dynamique de la résistance antimicrobienne et épidémiologie génomique de Salmonella enterica sérovar Indiana ST17 multirésistante de 2006 à 2017 en Chine. Msystems, 2022, 7(4) : e00253-22.