ABSTRACT
We designed a strategy for the sequencing and bioinformatical characterization of the 1,3-propanediol operon regulator genes from the Colombian Clostridium sp. strain IBUN13A, which is taxonomically related to Clostridium butyricum. Three genes are proposed to be involved in the operon's transcriptional activity, the dhaS and dhaA genes through a two-component system and the third gene named dhaY, which encodes a putative transcriptional regulator similar to the domains of the dhaS/A system. Phylogenetic analyses indicated that the predicted proteins had a modular structure consisting of domains homologous to different signal transduction systems, but had significant differences concerning their conserved residues, pointing to the possibility that they constitute ancestral domains. In accordance with the prediction of functions, we propose a mechanism of regulation of the proteins studied of the 1,3-propanediol operon of the native strain, as a response to the presence of glycerol in the medium, which provides valuable information on the overall regulation of the glycerol metabolism in Clostridium sp.
Se diseñó una estrategia de amplificación, secuenciación y caracterización bioinformática de los genes reguladores del operón 1,3-propanediol (1,3-PD) de la cepa nativa colombiana Clostridium sp. IBUN 13A, relacionada taxonómicamente con Clostridium butyricum. Se identificaron tres genes que pueden estar involucrados en la regulación transcripcional de dicho operón: los genes dhaS y dhaA -a través de un sistema de transducción de señales de dos componentes-y un tercer gen que se denominó dhaY, que codifica para un regulador transcripcional putativo, similar a los dominios presentes en las proteínas del sistema DhaS/A. Los análisis filogenéticos indican que las proteínas predichas presentan una estructura modular con dominios homólogos a diferentes sistemas de transducción de señales, pero muestran diferencias importantes en los residuos conservados, lo que sugiere que podrían ser estos los dominios ancestrales. La predicción de funciones postula un mecanismo de regulación de las proteínas estudiadas sobre el promotor del operón 1,3-PD de la cepa nativa como respuesta a la presencia de glicerol en el medio, lo cual aporta información importante sobre la regulación global del metabolismo del glicerol en Clostridium sp.
Nesta pesquisa foi feita uma estratégia para a amplificacäo, sequenciamento e caracterizacäo bioinformática dos genes reguladores do operon 1,3 propanodiol (1,3-PD) da cepa colombiana Clostridium sp. IBUN 13A, relacionada taxonomicamente com o Clostridium butyricum. Tèm sido identificados tres genes que podem estar envolvidos na regulacáo transcricional do operon. Os genes dhaS e dhaA por meio de um sistema de dois componentes e o terceiro gene nomeado de dhaY, que codifica para um regulador transcridonal putativo, parecido com os dominios presentes nas proteínas do sistema DhaS/A. A análise filogenètica mostra que estas proteínas apresentam uma estrutura modular com dominios homólogos a diferentes sistemas de traducáo de sinais, mas pressupöem diferencas importantes nos residuos conservados, indicando provavelmente que possam constituir os dominios ancestrais. De acordo com a predicáo de funcöes, é postulado um mecanismo de regulacáo do sistema DhaS/A, DhaY sobre o promotor do operon 1,3-DP da cepa nativa, como resposta à presenca de glicerol no meio, aportando informacöes importantes da regulacáo global do metabolismo do glicerol no Clostridium sp.
ABSTRACT
Barrett’s esophagus is a distal metaplasia characterized by the transformation of squamous mucosa into columnar mucosa. This esophageal phenotype is a product not only of the chronic reflux of gastric acids, but also by microorganisms that colonize the oral cavity and stomach. Two classes of microbiota can be identified in Barrett’s esophagus; microbiota type I is associated with the normal esophagus and type II with an inflamed esophagus. The present study describes the gastric microbiota of a patient with antral gastritis concomitant with Barrett’s esophagus absent infection with Helicobacter pylori. Gastric biopsies were obtained following the protocol of Sydney and following ethical practices. The isolates were cultivated under microaerophilic conditions on Columbia Agar supplemented with IsoVitaleX™ and 7% sterile blood. Extracted DNA was sequenced using 454-GS and the results analyzed on the MG-RAST server. Gram negative isolates were found and bacteria resistant to levofloxacin, amoxicillin, tetracycline, erythromycin, and clarithromycin. The phyla Bacteroidetes, Firmicutes, Fusobacteria and Proteobacteria, the genus Bacteroides and the species group Bacteroides fragilis were most abundant. Functionally, the metabolism of carbohydrates, amino acids, and to a lesser extent, the metabolism of cofactors and vitamins were most dominant, and of which the enzymes β-glucosidase (EC 3.2.1.21), β-galactosidase (EC 3.2.1.23) and β-N-acetylhexosaminidase (EC 3.2.1.52) were most dominant. The findings of this study, because they are of only one case may probably suggest a possible pathogenic role, previously undescribed for Bacteroides fragilis, associated with human gastritis when concomitant esophageal pathology exists.
El esófago de Barrett es una metaplasia distal caracterizada por la transformación de la mucosa escamosa a mucosa columnar. Este fenotipo esofágico es producto no solo de la exposición crónica al reflujo de ácidos gástricos sino también a microbios colonizantes de la cavidad oral y del estómago. El esófago Barrett presenta 2 clases de microbiotas; la microbiota tipo I asociada con esófago normal y la tipo II a fenotipos esofágicos inflamatorios. En el presente estudio se describió la microbiota gástrica de una paciente con gastritis antral concomitante con esófago de Barrett sin infección por Helicobacter pylori y se obtuvieron biopsias gástricas siguiendo el protocolo de Sydney y estándares bioéticos. Los cultivos se hicieron en condiciones microaerofílicas en agar Columbia suplementados con isovitalex y sangre estéril al 7%. El ADN extraído fue sometido a secuenciación empleando 454 GS y las lecturas fueron analizadas en el servidor MG-RAST. Se obtuvieron aislamientos gram-negativos y resistentes a levofloxacina, amoxicilina, tetraciclina, eritromicina y claritromicina. Los Phylum Bacteroidetes, Firmicutes, Fusobacteria y Proteobacteria, el género Bacteroides y las especies de grupo Bacteroides fragilis fueron los más abundantes. Funcionalmente, el metabolismo de carbohidratos, aminoácidos y en menor grado el metabolismo de cofactores y vitaminas fueron los más dominantes; de los cuales las enzimas la β-glicosidasa (EC 3.2.1.21), β-galactosidasa (EC 3.2.1.23) y la β-N-acetilhexosaminidasa (EC 3.2.1.52) fueron las más dominantes. Estos resultados, por ser de un solo caso, solo podrían sugerir un posible papel patogénico no descrito para Bacterioides fragilis asociado con gastritis humana cuando existe patología esofágica concomitante.