First whole genome sequencing of Escherichia coli carrying mcr-1 from pig in Argentina

Abstract

The objective of this study is to communicate the findings of the first whole genome sequencing of a colistin-resistant Escherichia coli isolate harboring mcr-1 gene obtained from a pig in Argentina. Genomic DNA was sequenced using the MinION Oxford Nanopore platform. The libraries were prepared using a SQK-RBK110-96 protocol. The sequencing process was conducted on a MinION Mk1C MIN 101-C, utilizing a FLO-MIN106 flow cell. The quality of the reads was evaluated using NanoPlot. De novo assembly was conducted using Canu 1.6 and the quality of contigs was evaluated using QUAST. Annotation was performed using Prokka. The CBC20 strain exhibited a colistin MIC of 4 μg/mL. The genome size was 5178653 bp with a GC content of 50,31%. The N50 value was 133,250, while the L50 value was 21.A total of 11,620 genes, 11,518 coding sequences, 77 transfer RNAs and 24ribosomal RNAs were identified. A serotype O9:H37 with sequence type ST-297 was observed. A total of seven antimicrobial resistance genes were identified, including mcr-1.5, blaTEM-1B, blaEC-18, blaTEM-70, aph(3´)-Ia, mph(A) and sul3. The presence of punctual mutations was observed in the genes encoding the proteins GyrA (S83L, D87N) and ParC (S80I). Five distinct plasmid replicon types were identified, including IncFII, IncY, IncFIB, IncX1 and Col440II. Our findings may assist in the comprehension of the mechanisms of antimicrobial resistance, genomic epidemiology and dissemination of mcr-1 gene among animals and environment, which could potentially impact human health.

El objetivo de este estudio es comunicar la primera secuenciación de genoma completo de un aislamiento de Escherichia coli resistente a colistina mediada por el gen mcr-1 obtenido de un cerdo en Argentina. El ADN genómico se secuenció utilizando la plataforma MinION Oxford Nanopore. Las bibliotecas se prepararon utilizando un protocolo SQK-RBK110-96. El proceso de secuenciación se realizó en un MinION Mk1C MIN 101-C, utilizando una flow cell FLO-MIN106. La calidad de las lecturas se evaluó mediante NanoPlot. El ensamblaje de novo se realizó utilizando Canu 1.6 y la calidad de los contigs se evaluó utilizando QUAST. La anotación se realizó utilizando Prokka. CBC20 exhibió una CIM de colistina de 4 µg/mL. El tamaño del genoma fue de 5.178.653 pb con un contenido de GC del 50.31 %. El valor N50 fue 133.250, mientras que el valor L50 fue 21. Se identificaron un total de 11.620 genes, 11.518 secuencias codificantes, 77 ARN de transferencia y 24 ARN ribosómicos. Se observó el serotipo O9:H37 con un secuenciotipo ST-297. Se identificaron siete genes de resistencia, incluyendo mcr-1.5, blaTEM-1B, blaEC-18, blaTEM-70, aph(3')-Ia, mph(A) y sul3. Se observó la presencia de mutaciones puntuales en los genes que codifican las proteínas GyrA (S83L, D87N) y ParC (S80I). Se identificaron cinco tipos distintos de plásmidos, incluidos IncFII, IncY, IncFIB, IncX1 y Col440II. Nuestros hallazgos podrían ayudar a comprender los mecanismos de resistencia antimicrobiana, la epidemiología genómica y la diseminación del gen mcr-1 entre animales y el medio ambiente, lo que potencialmente podría afectar la salud humana.