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Sequenciamento completo de plasmídeos carreando genes de resistência a antibióticos em bactérias de interesse e análise do genoma de linhagens de Pseudomonas aeruginosa produtoras de SPM-1 e de KPC-2 por sequenciamento em larga escala

Processo: 15/11728-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2015
Vigência (Término): 06 de abril de 2019
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
Pesquisador responsável:Ana Lúcia da Costa Darini
Beneficiário:Renata Galetti
Instituição-sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:14/14494-8 - Epidemiologia molecular de bactérias gram-negativas e genética da resistência a antibióticos, AP.TEM
Bolsa(s) vinculada(s):17/26311-3 - Sequenciamento em larga escala de plasmídeos carreando genes de resistência a antibióticos isolados de Enterobacteriaceae isoladas de frangos, BE.EP.PD
Assunto(s):Genomas   Plasmídeos

Resumo

Atualmente, o principal mecanismo de resistência a antibióticos em bactérias gram-negativas é a produção de enzimas que degradam antibióticos, destacando-se as beta-lactamases. A maioria dos genes codificadores de beta-lactamases está inserida em elementos genéticos móveis (MGE- do inglês Mobile Genetic Elements - integrons, transposons e elementos de inserção) inseridos, ou não, em plasmídeos. Atualmente, o sequenciamento completo do genoma e plasmídeo bacteriano permite o conhecimento de todo o seu conteúdo gênico, como elementos genéticos móveis, genes de resistência e genes de virulência carreados por linhagens epidêmicas. O sequenciamento de nova geração ou em larga escala estão disponíveis e permitem o sequenciamento completo e preciso destes genomas a um custo relativamente baixo. Objetivos: Sequenciar e anotar o draft do genoma de duas linhagens de P. aeruginosa, uma carreando o gene blaSPM-1 e outra o gene blaKPC-2; Identificar a possível presença de MGEs, ilhas de virulência e de patogenicidade em cada um desses genomas e potencialmente associadas ao gene blaSPM-1; Identificar provável presença de plasmídeos inseridos no cromossomo dessas linhagens de P. aeruginosa, e/ou analisar a presença de "cicatrizes" que indiquem como e quantas vezes elementos de transposição foram inseridos e/ou excisados no cromossomo bacteriano; Obter a sequência completa de plasmídeos ainda não tipáveis por técnicas convencionais ou de grande interesse epidemiológico que carreiam genes de resistência em bactérias gram-negativas de interesse clínico e/ou veterinário; Comparar os plasmídeos sequenciados por este projeto com os plasmideos depositados em bancos de dados públicos. Materiais e Métodos: Seleção dos genomas e plasmídeos: Será realizado sequenciamento e montagem e anotação do genoma draft de duas linhagens de P. aeruginosa previamente caracterizadas em nosso laboratório, P. aeruginosa HC84 carreando gene blaSPM-1 isolada no Hospital das Clinicas de Ribeirão Preto (HCFMRP-USP) em 2007 e P. aeruginosa BH6 carreando o gene blaKPC-2 isolada em hospital de Belo Horizonte em 2012. Estimamos selecionar para sequenciamento cerca de 4 a 6 plasmídeos não-tiáveis, extraídos de enterobactérias e/ou bacilos gram-negativos não-fermentadores. Também poderão ser selecionados aqueles plasmídeos que carreiam mais de um gene de resistência e aqueles presentes em bactérias epidemiologicamente importantes (clonalidade da bactéria avaliada por MLST e/ou pulsotipo). Preparo do DNA plasmideal e sequenciamento dos plasmídeos: DNA plasmideal será extraído utilizando o PureLinkTM HiPure Plasmid Filter Midiprep (Invitrogen) e experimentos de eletro-transformação e/ou conjugação serão realizados nos isolados selecionados, quando necessário, utilizando técnicas já descritas. O sequenciamento será realizado utilizando a plataforma Illumina MiSeq (Illumina, Inc), utilizando a estratégia de paired-end sequencing (2x300bp). Montagem e anotação dos genomas e plasmídeos: A qualidade do sequenciamento será verificada utilizando o programa FastQC (Babraham Bioinformatics) e a montagem 'de novo' será realizada utilizando o programa Velvet (European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI). A união dos contigs será confirmada por PCR seguido de sequenciamento pelo método de Sanger. Os dados serão então analisados utilizando a ferramenta Prokka e CLC Genomics Workbench (CLCbio, Quiagen), os softwares Artemis Version 8 (Sanger Institute) e Sequin. A confirmação e validação das ORFs serão realizadas utilizando BLASTN e BLASTP. Execução do projeto: A realização das análises de sequenciamento será realizada no Laboratório Especial de Bacteriologia e Epidemiologia Molecular - LEBEM pela pós-doutoranda selecionada. Para o suporte da análise do sequenciamento, teremos como colaboradores a Dra. Alessandra Carattoli e Dr. Alessandro de Mello Varani. (AU)

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Publicações científicas (7)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
CACADOR, NATALIA CANDIDO; DA COSTA CAPIZZANI, CAROLINA PAULINO; MONTEIRO MARIN TORRES, LFDIA ALICE GOMES; GALETTI, RENATA; CIOFU, OANA; DA COSTA DARINI, ANA LTICIA; FLEFIBY, NIELS. Adaptation of Pseudomonas aeruginosa to the chronic phenotype by mutations in the algTmucABD operon in isolates from Brazilian cystic fibrosis patients. PLoS One, v. 13, n. 11, . (13/13455-6, 14/14494-8, 15/11728-0, 13/13358-0)
BALLABEN, ANELISE STELLA; GALETTI, RENATA; ANDRADE, LEONARDO NEVES; FERREIRA, JOSEANE CRISTINA; GARCIA, DOROTI DE OLIVEIRA; DA SILVA, PAULO; DOI, YOHEI; COSTA DARINI, ANA LUCIA. Plasmid Carrying bla(CTX-M-2) and bla(GES-1) in Extensively Drug-Resistant Pseudomonas aeruginosa from Cerebrospinal Fluid. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, v. 63, n. 7, . (15/23484-9, 14/14494-8, 15/11728-0)
GALETTI, RENATA; CASARIN PENHA FILHO, RAFAEL ANTONIO; FERREIRA, JOSEANE CRISTINA; VARANI, ALESSANDRO M.; COSTA DARINI, ANA LIICIA. Antibiotic resistance and heavy metal tolerance plasmids: the antimicrobial bulletproof properties of Escherichia fergusonii isolated from poultry. INFECTION AND DRUG RESISTANCE, v. 12, p. 1029-1033, . (16/12293-0, 14/14494-8, 15/11728-0)
GALETTI, RENATA; CASARIN PENHA FILHO, RAFAEL ANTONIO; FERREIRA, JOSEANE CRISTINA; VARANI, ALESSANDRO M.; SAZINAS, PAVELAS; JELSBAK, LARS; COSTA DARINI, ANA LUCIA. The plasmidome of multidrug-resistant emergent Salmonella serovars isolated from poultry. INFECTION GENETICS AND EVOLUTION, v. 89, . (15/11728-0, 17/26311-3, 14/14494-8)
BALLABEN, ANELISE STELLA; GALETTI, RENATA; ANDRADE, LEONARDO NEVES; FERREIRA, JOSEANE CRISTINA; GARCIA, DOROTI DE OLIVEIRA; DOI, YOHEI; COSTA DARINI, ANA LUCIA. Extensively drug-resistant IMP-16-producing Pseudomonas monteilii isolated from cerebrospinal fluid. INFECTION GENETICS AND EVOLUTION, v. 87, . (14/14494-8, 15/11728-0, 15/23484-9)
GALETTI, RENATA; ANDRADE, LEONARDO NEVES; VARANI, ALESSANDRO M.; COSTA DARINI, ANA LUCIA. A Phage-Like Plasmid Carrying bla(KPC-2) Gene in Carbapenem-Resistant Pseudomonas aeruginosa. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY, v. 10, . (14/14494-8, 15/11728-0)
BALLABEN, ANELISE S.; ANDRADE, LEONARDO N.; GALETTI, RENATA; FERREIRA, JOSEANE C.; MCELHENY, CHRISTI L.; METTUS, ROBERTA T.; DA SILVA, PAULO; GARCIA, DOROTI DE OLIVEIRA; DARINI, ANA LUCIA C.; DOI, YOHEI. Diversity of High-Level Aminoglycoside Resistance Mechanisms among Gram-Negative Nosocomial Pathogens in Brazil. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, v. 62, n. 11, . (15/23484-9, 17/11707-9, 15/11728-0, 14/14494-8)

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