Analisi del plasmidoma a livello globale in campioni di fognatura: nuove prospettive sull'adattamento microbico e la resistenza agli antimicrobici.

Plasmids can provide a selective advantage for microorganisms to survive and adapt to new environmental conditions. Insight about functions encoded by plasmids on a global scale is still largely missing. In this study, the plasmidome of 24 wastewater samples collected from 22 countries (5 continents) were analyzed. Specifically, plasmid DNA preparations were sequenced using Oxford Nanopore and Illumina NextSeq sequencing technologies, which facilitated the assembly of 165,302 contiguous sequences (159,322 of which were circular). Of these, 58,429 carried genes encoding for plasmid-related and 11,222 for virus/phage-related proteins. Only 10.1% of the circular elements were similar to known plasmids. Additionally, certain classes of antimicrobial resistance (AMR) were detected with greater abundance in the plasmidomes than in corresponding overall wastewater samples.The authors of this study developed an experimental approach through which it was possible to obtain information relating to plasmids and other extrachromosomal DNA elements. Furthermore, the data obtained could offer valuable insights into the ecology and evolution of microbiomes, the transmission of AMR, and the discovery of new gene functions.

I plasmidi possono fornire un vantaggio selettivo per i microorganismi, permettendo loro di sopravvivere e adattarsi a nuove condizioni ambientali. Le informazioni relative alle funzioni codificate dai plasmidi su scala globale sono ancora in gran parte mancanti. In questo studio è stato analizzato il plasmidoma di 24 campioni di acque reflue raccolti in 22 paesi (5 continenti). In particolare, le preparazioni di DNA plasmidico sono state sequenziate tramite le tecnologie di sequenziamento Oxford Nanopore e Illumina NextSeq, che hanno consentito l'assemblaggio di 165.302 contigui (159.322 circolari). Di questi, 58.429 contenevano geni che codificavano proteine correlate ai plasmidi, mentre 11.222 contenevano geni che codificavano proteine legate ai virus/fagi. Solo il 10,1% degli elementi circolari risultavano simili a plasmidi noti. Inoltre, alcune classi di resistenza antimicrobica (AMR) sono state rilevate con una maggiore abbondanza nei plasmidomi, rispetto ai campioni di DNA totale corrispondenti. Gli autori di questo studio hanno messo a punto un approccio sperimentale tramite il quale è stato possibile ottenere informazioni relative a plasmidi ed altri elementi di DNA extracromosomale. Inoltre, i dati ottenuti potrebbero fornire informazioni preziose sull'ecologia e l'evoluzione dei microbiomi, sulla trasmissione di AMR e consentire la scoperta di nuove funzioni geniche.