dnaJ : a New Approach to Identify Species within the Genus Enterobacter
Résumé
The taxonomy of the genus Enterobacter can be confusing and has been considerably revised in recent years. We propose a PCR and amplicon sequencing technique based on a partial sequence of the dnaJ gene for species assignment consistent with DNA-DNA digital hybridization (dDDH) and pairwise average nucleotide identity (ANI). We performed a validation of the method by comparing the type strains of each species, sequences obtained from the GenBank database, and clinical specimens. Our results show that the polymorphism of the target sequence of dnaJ allows the identification of species. Using this gene, we assigned the species to 100 strains deposited in the GenBank database that were consistent with the species assignment by dDDH and ANI. The analysis showed that using the partial dnaJ sequence is congruent with WGS as far as correct identification of Enterobacter species is concerned. Finally, we applied our dnaJ method on a national collection of 68 strains identified as Enterobacter isolated from the blood cultures of premature babies using an algorithm based on a type-strain library and the SeqScape software. For the first time, we identified Enterobacter quasihormaechei in blood cultures from four neonatal sepsis cases. We also noticed a higher prevalence of E. bugandensis (36.3%; 32/88) and E. xiangfangensis (46.5%; 41/88). E. bugandensis is a novel species recently described specifically in instances of neonatal sepsis. In conclusion, sequencing a part of the dnaJ gene could be a quick, more economical, and highly discriminating method of identifying Enterobacter species in clinical practice and research.
La taxonomie du genre Enterobacter peut prêter à confusion et a été considérablement révisée ces dernières années. Nous proposons une technique de PCR et de séquençage d'amplicons basée sur une séquence partielle du gène dnaJ pour une assignation des espèces cohérente avec l'hybridation numérique ADN-ADN (dDDH) et l'identité nucléotidique moyenne par paire (ANI). Nous avons effectué une validation de la méthode en comparant les souches types de chaque espèce, les séquences obtenues à partir de la base de données GenBank et les spécimens cliniques. Nos résultats montrent que le polymorphisme de la séquence cible de dnaJ permet l'identification des espèces. En utilisant ce gène, nous avons assigné les espèces à 100 souches déposées dans la base de données GenBank qui étaient cohérentes avec l'assignation des espèces par la dDDH et l'ANI. L'analyse a montré que l'utilisation de la séquence partielle de dnaJ est congruente avec le WGS en ce qui concerne l'identification correcte des espèces d'Enterobacter. Enfin, nous avons appliqué notre méthode dnaJ sur une collection nationale de 68 souches identifiées comme Enterobacter isolées à partir d'hémocultures de bébés prématurés en utilisant un algorithme basé sur une bibliothèque de souches types et le logiciel SeqScape. Pour la première fois, nous avons identifié Enterobacter quasihormaechei dans les hémocultures de quatre cas de septicémie néonatale. Nous avons également remarqué une prévalence plus élevée d'E. bugandensis (36,3% ; 32/88) et d'E. xiangfangensis (46,5% ; 41/88). E. bugandensis est une nouvelle espèce récemment décrite spécifiquement dans les cas de septicémie néonatale. En conclusion, le séquençage d'une partie du gène dnaJ pourrait être une méthode rapide, plus économique et hautement discriminante pour identifier les espèces d'Enterobacter dans la pratique clinique et la recherche.