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Título: Caracterização dos elementos transponíveis em streptococcus agalactiae: uma análise comparativa em isolados de humanos, peixes e bovinos
Título(s) alternativo(s): Characterization of transposable elements in streptococcus agalactiae: a comparative analysis in isolates from humans, fish, and bovines
Autor(es): Baca, Victor Aldair Quispe
Orientador(es): Boas, Laurival Antonio Vilas
Palavras-chave: Bioinformática
Bactérias - Identificação
Genoma
Bioinformatics
Bacteria - Identification
Genomes
Data do documento: 1-Jun-2026
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Cornelio Procopio
Citação: BACA, Victor Aldair Quispe. Caracterização dos elementos transponíveis em streptococcus agalactiae: uma análise comparativa em isolados de humanos, peixes e bovinos. 2026. Dissertação (Mestrado em Bioinformática) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2026.
Resumo: Streptococcus agalactiae, também conhecido como estreptococo do Grupo B, é um patógeno bacteriano de relevância médica, veterinária e aquícola, capaz de colonizar e causar doenças em humanos, bovinos e peixes. Sua capacidade de adaptação a hospedeiros distintos está associada à plasticidade genômica e à presença de elementos genéticos móveis, entre os quais se destacam os elementos transponíveis (TE s). Este trabalho teve como objetivo caracterizar o repertório de TEs de S. agalactiae por meio de uma abordagem bioinformática integrada, a fim de investigar sua distribuição, compartilhamento, exclusividade e possível relação com a evolução e adaptação da espécie a diferentes hospedeiros. Foram analisados 159 genomas de S. agalactiae, sendo 45 isolados de humanos, 61 de bovinos e 53 de peixes. A identificação dos TEs foi realizada com ISEScan e buscas por similaridade com BLASTn contra os bancos ISfinder e TnCentral. As anotações foram integradas e submetidas à redução de redundância com BEDTools e CD-HIT. As análises comparativas foram complementadas por reconstruções filogenéticas baseadas no genoma core e nos loci de Multilocus Sequence Typing (MLST). Os resultados revelaram 20 famílias e entre 58 e 64 elementos de TEs distintos, dependendo da estratégia de filtragem utilizada. Cinco famílias de TEs (IS3, IS5, IS21, IS30 e IS1182) e sete elementos (ISSag5, ISSag2, IS1381A, IS861, ISSag9, ISSag8 e ISSag3) foram compartilhados entre os três hospedeiros, sugerindo um núcleo conservado de elementos móveis na espécie. Isolados bovinos e humanos apresentaram maior diversidade e abundância de TEs, enquanto isolados de peixes exibiram repertório mais restrito. A correlação entre tamanho genômico e conteúdo de TEs foi positiva e significativa em isolados humanos, indicando que esses elementos podem contribuir para a expansão genômica nesse grupo. As análises filogenéticas evidenciaram o agrupamento monofilético de linhagens do sorotipo Ib associadas a peixes e a proximidade entre isolados de peixes e humanos do sorotipo III, reforçando o potencial zoonótico de algumas linhagens. Além disso, este estudo propõe o conceito de panTEgenoma como o repertório total de TEs identificado em um conjunto de genomas, considerando sua presença, ausência, conservação e especificidade entre hospedeiros. Em conjun to, os resultados indicam que os TEs atuam como componentes relevantes da plasticidade genômica de S. agalactiae e podem representar marcadores moleculares associados à adaptação a nichos ecológicos distintos.
Abstract: Streptococcus agalactiae, also known as Group B Streptococcus, is a bacterial pathogen with medical, veterinary, and aquaculture relevance. This species can colonize and cause disease in humans, bovines, and fish. Its ability to adapt to different hosts is associated with genomic plasticity and with the presence of mobile genetic elements, including transposable elements (TEs). This study aimed to characterize the TE repertoire of S. agalactiae through an integrated bioinformatic approach and to investigate TE distribution, sharing, exclusivity, and potential association with the evolution and adaptation of this species to different hosts. This study analyzed 159 S. agalactiae genomes, including 45 human isolates, 61 bovine isolates, and 53 fish isolates. TE identification was performed with ISEScan and complementary BLASTn similari ty searches against the ISfinder and TnCentral databases. The annotations were integrated and subjected to redundancy reduction with BEDTool s and CD-HIT. Comparative analyses were complemented by phylogenetic reconstructions based on the core genome and on Multilocus Sequence Typing (MLST) loci. The results identified 20 TE families and between 58 and 64 distinct TE elements, depending on the filtering strategy that was applied. Five TE families (IS3, IS5, IS21, IS30, and IS1182) and seven TE elements (ISSag5, ISSag2, IS1381A, IS861, ISSag9, ISSag8, an d ISSag3) were shared among the three host groups, which suggests a conserved core of mobile elements in the species. Bovine and human isolates showed higher TE diversity and abundance, whereas fish isolates showed a more restricted repertoire. The correla tion between genome size and TE content was positive and statistically significant in human isolates, which indicates that these elements may contribute to genome expansion in this host group. The phylogenetic analyses showed a monophyletic grouping of fish-associated serotype Ib lineages and a close relationship between fish and human serotype III isolates, which reinforces the zoonotic potential of some lineages. In addition, this study proposes the concept of the panTEgenome as the total TE repertoi re identified in a set of genomes, considering TE presence, absence, conservation, and host specificity. Overall, the results show that TEs are relevant components of S. agalactiae genomic plasticity and may represent molecular markers associated with adaptation to distinct ecological niches.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/41327
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