Genome-wide single nucleotide polymorphism typing method for identification of Bacillus anthracis species and strains among B. cereus group species

Journal of Clinical Microbiology

Volumn 48, Issue 8, 2010, Pages 2821-2829

  Kuroda, Makoto ^a   Serizawa, Masakuni ^a   Okutani, Akiko ^a   Sekizuka, Tsuyoshi ^a   Banno, Satomi ^a   Inoue, Satoshi ^a  

^a NATIONAL INSTITUTE OF INFECTIOUS DISEASES   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ARTICLE; BACILLUS ANTHRACIS; BACILLUS CEREUS; BACTERIAL STRAIN; BACTERIUM IDENTIFICATION; BACTERIUM ISOLATE; BIOLOGICAL WARFARE; NONHUMAN; NUCLEOTIDE SEQUENCE; PHYLOGENETIC TREE; POLYMERASE CHAIN REACTION; PRIORITY JOURNAL; SINGLE NUCLEOTIDE POLYMORPHISM; VARIABLE NUMBER OF TANDEM REPEAT; BACTERIAL CHROMOSOME; BACTERIAL GENOME; CLASSIFICATION; GENETICS; GENOTYPE; HUMAN; ISOLATION AND PURIFICATION; JAPAN; PHYLOGENY; PLASMID; PROCEDURES;

BACILLUS ANTHRACIS; BACILLUS CEREUS; BACTERIAL TYPING TECHNIQUES; CHROMOSOMES, BACTERIAL; DNA, BACTERIAL; GENOME, BACTERIAL; GENOTYPE; HUMANS; JAPAN; PHYLOGENY; PLASMIDS; POLYMERASE CHAIN REACTION; POLYMORPHISM, SINGLE NUCLEOTIDE;

BACILLUS ANTHRACIS;

BACTERIAL DNA;

EID: 77955441898     PISSN: 00951137     EISSN: 1098660X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1128/JCM.00137-10     Document Type: Article

References (26)

1. Bao, H., H. Guo, J. Wang, R. Zhou, X. Lu, and S. Shi. 2009. MapView: visualization of short reads alignment on a desktop computer. Bioinformatics 25:1554-1555.
2. Beecher, D. J. 2006. Forensic application of microbiological culture analysis to identify mail intentionally contaminated with Bacillus anthracis spores. Appl. Environ. Microbiol. 72:5304-5310. (Pubitemid 44242382)
3. Challacombe, J. F., M. R. Altherr, G. Xie, S. S. Bhotika, N. Brown, D. Bruce, C. S. Campbell, M. L. Campbell, J. Chen, O. Chertkov, C. Cleland, M. Dimitrijevic, N. A. Doggett, J. J. Fawcett, T. Glavina, L. A. Goodwin, L. D. Green, C. S. Han, K. K. Hill, P. Hitchcock, P. J. Jackson, P. Keim, A. R. Kewalramani, J. Longmire, S. Lucas, S. Malfatti, D. Martinez, K. McMurry, L. J. Meincke, M. Misra, B. L. Moseman, M. Mundt, A. C. Munk, R. T. Okinaka, B. Parson-Quintana, L. P. Reilly, P. Richardson, D. L. Robinson, E. Saunders, R. Tapia, J. G. Tesmer, N. Thayer, L. S. Thompson, H. Tice, L. O. Ticknor, P. L. Wills, P. Gilna, and T. S. Brettin. 2007. The complete genome sequence of Bacillus thuringiensis Al Hakam. J. Bacteriol. 189:3680-3681.
4. Ciammaruconi, A., S. Grassi, R. De Santis, G. Faggioni, V. Pittiglio, R. D'Amelio, A. Carattoli, A. Cassone, G. Vergnaud, and F. Lista. 2008. Fieldable genotyping of Bacillus anthracis and Yersinia pestis based on 25-loci multi locus VNTR analysis. BMC Microbiol. 8:21.
5. Han, C. S., G. Xie, J. F. Challacombe, M. R. Altherr, S. S. Bhotika, N. Brown, D. Bruce, C. S. Campbell, M. L. Campbell, J. Chen, O. Chertkov, C. Cleland, M. Dimitrijevic, N. A. Doggett, J. J. Fawcett, T. Glavina, L. A. Goodwin, L. D. Green, K. K. Hill, P. Hitchcock, P. J. Jackson, P. Keim, A. R. Kewalramani, J. Longmire, S. Lucas, S. Malfatti, K. McMurry, L. J. Meincke, M. Misra, B. L. Moseman, M. Mundt, A. C. Munk, R. T. Okinaka, B. Parson-Quintana, L. P. Reilly, P. Richardson, D. L. Robinson, E. Rubin, E. Saunders, R. Tapia, J. G. Tesmer, N. Thayer, L. S. Thompson, H. Tice, L. O. Ticknor, P. L. Wills, T. S. Brettin, and P. Gilna. 2006. Pathogenomic sequence analysis of Bacillus cereus and Bacillus thuringiensis isolates closely related to Bacillus anthracis. J. Bacteriol. 188:3382-3390.
6. Hoffmaster, A. R., J. Ravel, D. A. Rasko, G. D. Chapman, M. D. Chute, C. K. Marston, B. K. De, C. T. Sacchi, C. Fitzgerald, L. W. Mayer, M. C. Maiden, F. G. Priest, M. Barker, L. Jiang, R. Z. Cer, J. Rilstone, S. N. Peterson, R. S. Weyant, D. R. Galloway, T. D. Read, T. Popovic, and C. M. Fraser. 2004. Identification of anthrax toxin genes in a Bacillus cereus associated with an illness resembling inhalation anthrax. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 101: 8449-8454.
7. Inglesby, T. V., T. O'Toole, D. A. Henderson, J. G. Bartlett, M. S. Ascher, E. Eitzen, A. M. Friedlander, J. Gerberding, J. Hauer, J. Hughes, J. McDade, M. T. Osterholm, G. Parker, T. M. Perl, P. K. Russell, and K. Tonat. 2002. Anthrax as a biological weapon, 2002: updated recommendations for management. JAMA 287:2236-2252.
8. Ivanova, N., A. Sorokin, I. Anderson, N. Galleron, B. Candelon, V. Kapatral, A. Bhattacharyya, G. Reznik, N. Mikhailova, A. Lapidus, L. Chu, M. Mazur, E. Goltsman, N. Larsen, M. D'Souza, T. Walunas, Y. Grechkin, G. Pusch, R. Haselkorn, M. Fonstein, S. D. Ehrlich, R. Overbeek, and N. Kyrpides. 2003. Genome sequence of Bacillus cereus and comparative analysis with Bacillus anthracis. Nature 423:87-91.
9. Jones, S. W., M. E. Dobson, S. C. Francesconi, R. Schoske, and R. Crawford. 2005. DNA assays for detection, identification, and individualization of select agent microorganisms. Croat. Med. J. 46:522-529.
10. Keim, P., K. L. Smith, C. Keys, H. Takahashi, T. Kurata, and A. Kaufmann. 2001. Molecular investigation of the Aum Shinrikyo anthrax release in Kameido, Japan. J. Clin. Microbiol. 39:4566-4567.
11. Larkin, M. A., G. Blackshields, N. P. Brown, R. Chenna, P. A. McGettigan, H. McWilliam, F. Valentin, I. M. Wallace, A. Wilm, R. Lopez, J. D. Thompson, T. J. Gibson, and D. G. Higgins. 2007. Clustal W and Clustal X version 2.0. Bioinformatics 23:2947-2948.
12. Li, H., J. Ruan, and R. Durbin. 2008. Mapping short DNA sequencing reads and calling variants using mapping quality scores. Genome Res. 18:1851-1858.
13. Lista, F., G. Faggioni, S. Valjevac, A. Ciammaruconi, J. Vaissaire, C. le Doujet, O. Gorge, R. De Santis, A. Carattoli, A. Ciervo, A. Fasanella, F. Orsini, R. D'Amelio, C. Pourcel, A. Cassone, and G. Vergnaud. 2006. Genotyping of Bacillus anthracis strains based on automated capillary 25-loci multiple locus variable-number tandem repeats analysis. BMC Microbiol. 6:33.
14. Mock, M., and A. Fouet. 2001. Anthrax. Annu. Rev. Microbiol. 55:647-671.
15. Okinaka, R. T., M. Henrie, K. K. Hill, K. S. Lowery, M. Van Ert, T. Pearson, J. Schupp, L. Kenefic, J. Beaudry, S. A. Hofstadler, P. J. Jackson, and P. Keim. 2008. Single nucleotide polymorphism typing of Bacillus anthracis from Sverdlovsk tissue. Emerg. Infect. Dis. 14:653-656.
16. Okutani, A., T. Sekizuka, B. Boldbaatar, A. Yamada, M. Kuroda, and S. Inoue. 2010. Phylogenetic typing of Bacillus anthracis isolated in Japan by multiple locus variable-number tandem repeats and the comprehensive single nucleotide polymorphism. J. Vet. Med. Sci. 72:93-97.
17. Pearson, T., J. D. Busch, J. Ravel, T. D. Read, S. D. Rhoton, J. M. U'Ren, T. S. Simonson, S. M. Kachur, R. R. Leadem, M. L. Cardon, M. N. Van Ert, L. Y. Huynh, C. M. Fraser, and P. Keim. 2004. Phylogenetic discovery bias in Bacillus anthracis using single-nucleotide polymorphisms from wholegenome sequencing. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 101:13536-13541.
18. Rasko, D. A., M. R. Altherr, C. S. Han, and J. Ravel. 2005. Genomics of the Bacillus cereus group of organisms. FEMS Microbiol. Rev. 29:303-329.
19. Rasko, D. A., J. Ravel, O. A. Okstad, E. Helgason, R. Z. Cer, L. Jiang, K. A. Shores, D. E. Fouts, N. J. Tourasse, S. V. Angiuoli, J. Kolonay, W. C. Nelson, A. B. Kolsto, C. M. Fraser, and T. D. Read. 2004. The genome sequence of Bacillus cereus ATCC 10987 reveals metabolic adaptations and a large plasmid related to Bacillus anthracis pXO1. Nucleic Acids Res. 32:977-988.
20. Ravel, J., L. Jiang, S. T. Stanley, M. R. Wilson, R. S. Decker, T. D. Read, P. Worsham, P. S. Keim, S. L. Salzberg, C. M. Fraser-Liggett, and D. A. Rasko. 2009. The complete genome sequence of Bacillus anthracis Ames "Ancestor." J. Bacteriol. 191:445-446.
21. Read, T. D., S. N. Peterson, N. Tourasse, L. W. Baillie, I. T. Paulsen, K. E. Nelson, H. Tettelin, D. E. Fouts, J. A. Eisen, S. R. Gill, E. K. Holtzapple, O. A. Okstad, E. Helgason, J. Rilstone, M. Wu, J. F. Kolonay, M. J. Beanan, R. J. Dodson, L. M. Brinkac, M. Gwinn, R. T. DeBoy, R. Madpu, S. C. Daugherty, A. S. Durkin, D. H. Haft, W. C. Nelson, J. D. Peterson, M. Pop, H. M. Khouri, D. Radune, J. L. Benton, Y. Mahamoud, L. Jiang, I. R. Hance, J. F. Weidman, K. J. Berry, R. D. Plaut, A. M. Wolf, K. L. Watkins, W. C. Nierman, A. Hazen, R. Cline, C. Redmond, J. E. Thwaite, O. White, S. L. Salzberg, B. Thomason, A. M. Friedlander, T. M. Koehler, P. C. Hanna, A. B. Kolsto, and C. M. Fraser. 2003. The genome sequence of Bacillus anthracis Ames and comparison to closely related bacteria. Nature 423: 81-86.
22. Read, T. D., S. L. Salzberg, M. Pop, M. Shumway, L. Umayam, L. Jiang, E. Holtzapple, J. D. Busch, K. L. Smith, J. M. Schupp, D. Solomon, P. Keim, and C. M. Fraser. 2002. Comparative genome sequencing for discovery of novel polymorphisms in Bacillus anthracis. Science 296:2028-2033.
23. Simonson, T. S., R. T. Okinaka, B. Wang, W. R. Easterday, L. Huynh, J. M. U'Ren, M. Dukerich, S. R. Zanecki, L. J. Kenefic, J. Beaudry, J. M. Schupp, T. Pearson, D. M. Wagner, A. Hoffmaster, J. Ravel, and P. Keim. 2009. Bacillus anthracis in China and its relationship to worldwide lineages. BMC Microbiol. 9:71.
24. Srivatsan, A., Y. Han, J. Peng, A. K. Tehranchi, R. Gibbs, J. D. Wang, and R. Chen. 2008. High-precision, whole-genome sequencing of laboratory strains facilitates genetic studies. PLoS Genet. 4:e1000139.
25. Van Ert, M. N., W. R. Easterday, L. Y. Huynh, R. T. Okinaka, M. E. Hugh-Jones, J. Ravel, S. R. Zanecki, T. Pearson, T. S. Simonson, J. M. U'Ren, S. M. Kachur, R. R. Leadem-Dougherty, S. D. Rhoton, G. Zinser, J. Farlow, P. R. Coker, K. L. Smith, B. Wang, L. J. Kenefic, C. M. Fraser- Liggett, D. M. Wagner, and P. Keim. 2007. Global genetic population structure of Bacillus anthracis. PLoS One 2:e461.
26. Van Ert, M. N., W. R. Easterday, T. S. Simonson, J. M. U'Ren, T. Pearson, L. J. Kenefic, J. D. Busch, L. Y. Huynh, M. Dukerich, C. B. Trim, J. Beaudry, A. Welty-Bernard, T. Read, C. M. Fraser, J. Ravel, and P. Keim. 2007. Strain-specific single-nucleotide polymorphism assays for the Bacillus anthracis Ames strain. J. Clin. Microbiol. 45:47-53.