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大肠杆菌ST131是与人类尿路和血液感染相关的最常见的抗生素耐药UPEC克隆。了解ST131的特点，推动其全球传播仍然是一个关键的优先事项，如果我们要对付。。。
摘要
多种抗生素耐药泌尿系致病性大肠杆菌（UPEC）菌株属于由多基因座序列类型（ST）决定的克隆，其中ST131是最主要的。虽然我们对ST131对氟喹诺酮类和第三代头孢菌素类药物的耐药性发展有很好的了解，但我们对促成其全球传播的毒力谱的了解有限。在这里，我们发现编码Afa/Dr菌毛的基因，一组与UPEC密切相关的粘附素，可引起妊娠性肾盂肾炎和复发性膀胱炎，在所有ST131菌株中发现了大约三分之一。AfaE粘附素蛋白的序列比较显示了一个独特的等位基因变异，其携带率为82.9%afa公司-ST131阳性菌株。我们确定afa公司调控区作为插入序列（IS）元件整合的热点，除了一个以外，其他元件都发生了变化afa公司转录。近距离的调查表明，一个信息系统的整合1元素afa公司调节区导致Afa/Dr菌毛表达增加，促进与肾上皮细胞的粘附，提示毒性改变的机制。最后，我们为IS更广泛的影响提供了证据1在ST131基因组进化上，说明IS动力学有助于影响ST131适应度的菌株级微进化。
重要性 E、 大肠杆菌ST131是最常见的抗生素耐药UPEC克隆与人类尿路和血流感染有关。如果我们要对抗其不断增加的抗生素耐药性，了解ST131在全球传播的特征仍然是一个至关重要的优先事项。在这里，我们使用了大量的ST131分离物来调查Afa/Dr菌毛的流行、调节和功能，Afa/Dr菌毛是一种特性良好的UPEC定殖和毒力因子。我们证明afa公司基因经常在ST131中被发现，并证明了IS元素是如何在ST131中整合的afa公司调节区调节Afa的表达，这是一个毒力改变的例子。我们还利用了一组精心策划的ST131基因组来绘制与抗生素耐药相关的IS的整合图1ST131盘古基因组中的元素，为其对ST131基因组进化的广泛影响提供了证据。
简介
泌尿致病性大肠杆菌（UPEC）是尿路感染（UTIs）的最常见原因，也是威胁生命的败血症的常见原因(1)大多数UPEC菌株属于可根据其多位点序列类型（ST）进行分化的全球克隆，包括ST69、ST73、ST95和ST131(2–4).ST131是全球最具优势的高风险UPEC克隆，是导致抗生素耐药性增加的主要因素(2,5).ST131于2008年首次被鉴定，并与多种抗生素的耐药性有关，包括氟喹诺酮类、第三代头孢菌素类以及最近的最后一类碳青霉烯类和多粘菌素类(6–9).
而基因组学研究已经准确地追踪了ST131的流行病学和出现(7,10–12)，导致ST131在其他UPEC克隆中占优势的确切分子机制仍不清楚。ST131与非ST131-UPEC有许多共同的毒力因子，包括粘附素、毒素、胶囊多糖和铁获取系统。iae-131与stupec家族相比，具有更高的致病性(4,13)Afa/Dr菌毛常与引起儿童膀胱炎、肾盂肾炎和复发性尿路感染的UPEC相关(14–18)Afa/Dr菌毛的受体是人类衰变加速因子（DAF）上的Dr血型抗原、癌胚抗原（CEA）家族的某些成员和Ⅳ型胶原(18–21)Afa/Dr菌毛与其宿主受体的相互作用刺激入侵，从而避免宿主免疫监视和抗生素治疗(22–24)可能导致反复感染(14,18).
Dr家族的成员最初被报道在细菌表面形成菌毛和菌根结构(14,25–28)然而，最近的研究揭示了菌膜模式是由柔软的菌毛结构塌陷到细菌表面的结果，证明它们确实是作为菌毛细胞器组装起来的(29,30)Afa/Dr菌毛在DNA水平上密切相关，具有相似的遗传组织，并且已经用一系列的基因命名来描述，包括dra公司,争议评审委员会,nfa公司,聚合,hda公司，和afa公司（此处使用）(31,32)Afa/Dr菌毛由两个不同转录单元组成的基因簇编码，一个主要转录单元包含编码调节器的基因（例如。，非洲空军)，陪护（例如。，阿法布)，引座员（例如。，afaC公司)，重复主要粘附素亚单位（例如。，afaE公司)，和顶端相关的帽状亚单位蛋白（例如时尚)，以及由单个调节基因组成的小转录单元（例如。，非洲空军) (14,33,34)AfaE主要的粘附素亚单位显示广泛的氨基酸序列多样性，在正选择压力下导致结合表型改变，包括与DAF受体的结合增加(35)由于脱氧腺苷甲基化酶（Dam）和亮氨酸反应性调节蛋白（Lrp）的协同作用，Afa/Dr的表达是时变的，这两种蛋白控制不同的甲基化模式afa/dr公司启动子区(36,37)以及通过整合宿主因子（IHF）激活和组蛋白样核仁结构蛋白H-NS的抑制(37,38)afa/dr公司基因已被证明位于质粒上或染色体基因组岛（GIs）内(39,40)支持它们通过可移动的遗传元素进行转移的能力。此外afa-3型UPEC膀胱炎分离株A30中存在的等位基因变异，其侧翼为is1促进质粒到染色体转移的元件1-介导重组(33,41).
上一个体内研究表明Afa/Dr粘附素在UPEC毒力中的作用。这个德雷和afaE III等位基因是研究最广泛的基因之一，与慢性肾小管间质性肾炎有关(42)怀孕大鼠的死亡率(43)在这项研究中，我们检查了afa/dr公司最常见的基因E、 大肠杆菌证实了ST131的高患病率。仔细检查afa/dr公司ST131的基因复杂度表明调控区是is元素整合的热点，我们证明了is1插入导致Afa菌毛表达增加，突出了IS元件在菌株水平上驱动改变毒力的能力。最后，我们通过绘制IS整合图来扩展这些发现1在ST131泛基因组内，从而揭示了这种移动遗传元素的广泛存在如何影响ST131基因组的进化。
