This paper presents standards and best practices for reporting genome sequences of uncultivated viruses. We present an extension of the Minimum Information about any (x) Sequence (MIxS) standard for reporting sequences of uncultivated virus genomes. Minimum Information about an Uncultivated Virus Genome (MIUViG) standards were developed within the Genomic Standards Consortium framework and include virus origin, genome quality, genome annotation, taxonomic classification, biogeographic distribution and in silico host prediction. Community-wide adoption of MIUViG standards, which complement the Minimum Information about a Single Amplified Genome (MISAG) and Metagenome-Assembled Genome (MIMAG) standards for uncultivated bacteria and archaea, will improve the reporting of uncultivated virus genomes in public databases. In turn, this should enable more robust comparative studies and a systematic exploration of the global virosphere.

Metagenomic analyses have indicated that the female bladder harbors an indigenous microbiota. However, there are few cultured reference strains with sequenced genomes available for functional and experimental analyses. Here we isolate and genome-sequence 149 bacterial strains from catheterized urine of 77 women. This culture collection spans 78 species, representing approximately two thirds of the bacterial diversity within the sampled bladders, including Proteobacteria, Actinobacteria, and Firmicutes. Detailed genomic and functional comparison of the bladder microbiota to the gastrointestinal and vaginal microbiotas demonstrates similar vaginal and bladder microbiota, with functional capacities that are distinct from those observed in the gastrointestinal microbiota. Whole-genome phylogenetic analysis of bacterial strains isolated from the vagina and bladder in the same women identifies highly similar Escherichia coli, Streptococcus anginosus, Lactobacillus iners, and Lactobacillus crispatus, suggesting an interlinked female urogenital microbiota that is not only limited to pathogens but is also characteristic of health-associated commensals.

Abstract Escherichia coli is often associated with urinary tract infection (UTI). Antibiotic resistance in E. coli is an ongoing challenge in managing UTI. Extrachromosomal elements – plasmids – are vectors for clinically relevant traits, such as antibiotic resistance, with conjugation being one of the main methods for horizontal propagation of plasmids in bacterial populations. Targeting of conjugation components has been proposed as a strategy to curb spread of plasmid-borne antibiotic resistance. Understanding the types of conjugative systems present in urinary E. coli isolates is fundamental to assessing the viability of these strategies. In this study, we profile the two well studied conjugation systems (F-type and P-type) in the draft genomes of 65 urinary isolates of E. coli obtained from bladder urine of adult women with and without UTI-like symptoms. Most of these isolates contained plasmids and we found that conjugation genes are abundant/ubiquitous, diverse, and often associated with IncF plasmids. To validate conjugation of these urinary plasmids, we conjugated the plasmids from two urinary isolates, UMB1223 (predicted to have F-type genes) and UMB1284 (predicted to have P-type genes), into the K-12 E. coli strain MG1655. Overall, the findings of this study support the notion that care should be taken in targeting any individual component of a urinary E. coli isolate’s conjugation system, given the inherent mechanistic redundancy, gene diversity, and different types of conjugation systems in this population.

Although the human bladder is reported to harbor unique microbiota, our understanding of how these microbial communities interact with their human hosts is limited, mostly owing to the lack of isolates to test mechanistic hypotheses. Niche-specific bacterial collections and associated reference genome databases have been instrumental in expanding knowledge of the microbiota of other anatomical sites, e.g., the gut and oral cavity. To facilitate genomic, functional, and experimental analyses of the human bladder microbiota, here we present a bladder-specific bacterial reference collection comprised of 1134 genomes. These genomes were culled from bacterial isolates obtained by a metaculturomic method from bladder urine collected by transurethral catheterization. This bladder-specific bacterial reference collection includes 196 different species, including representatives of major aerobes and facultative anaerobes, as well as some anaerobes. It captures 72.2 % of the genera found when we reexamined previously published 16S rRNA gene sequencing of 392 adult female bladder urine samples. Comparative genomic analysis found that the taxonomies and functions of the bladder microbiota shared more similarities with the vaginal microbiota than the gut microbiota. Whole-genome phylogenetic and functional analyses of 186 bladder E. coli isolates and 387 gut E. coli isolates supports the hypothesis that phylogroup distribution and functions of E. coli strains differ dramatically between these two very different niches. This bladder-specific bacterial reference collection is a unique resource that will enable hypothesis-driven bladder microbiota research and comparison to isolates from other anatomical sites.

Abstract Bacteriophages are the most abundant and diverse biological entities on the planet, and new phage genomes are being discovered at a rapid pace from metagenomes. As more novel, uncultured phage genomes are published, new tools are needed for placing these genomes in an ecological and evolutionary context. Phages are difficult to study with phylogenetic methods, because they exchange genes regularly, and no single gene is conserved across all phages. Instead, genome-level networks have been used to group similar viruses into clusters for taxonomy. Here, we show that gene-level networks provide a high-resolution view of phage genetic diversity and offer a novel perspective on virus ecology. To that end, we developed a method that identifies informative associations between a phage’s annotated host and clusters of genes in the network. Given these associations, we were able to predict a phage’s host with 86% accuracy at the genus level, while also identifying genes that underlie these virus-host interactions. This approach, thus, provides one of the most accurate means of host prediction while also pointing to directions for future empirical work.

Abstract Antibiotic resistant Staphylococcus infections are a global concern, with increasing cases of resistant Staphylococcus aureus and Staphylococcus haemolyticus found circulating in the Middle East. While extensive surveys have described the prevalence of resistant infections in Europe, Asia, and North America, the population structure of resistant staphylococcal Middle Eastern clinical isolates is poorly characterized. We performed whole genome sequencing of 56 S. aureus and 10 S. haemolyticus isolates from Alexandria Main University Hospital. Supplemented with additional publicly available genomes from the region (34 S. aureus and 6 S. haemolyticus ), we present the largest genomic study of staphylococcal Middle Eastern isolates. These genomes include 20 S. aureus multilocus sequence typing (MLST) types and 9 S. haemolyticus MLSTs, including 3 and 1 new MLSTs, respectively. Phylogenomic analyses of each species core genome largely mirrored MLSTs, irrespective of geographical origin. The hospital-acquired spa t037/SCC mec III/MLST CC8 clone represented the largest clade, comprising 22% of S. aureus isolates. Similar to other regional genome surveys of S. aureus , the Middle Eastern isolates have an open pangenome, a strong indicator of gene exchange of virulence factors and antibiotic resistance genes with other reservoirs. We recommend stricter implementation of antibiotic stewardship and infection control plans in the region. Impact Statement Staphylococci are under-studied despite their prevalence within the Middle East. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is endemic to hospitals in this region, as are other antibiotic-resistant strains of S. aureus and S. haemolyticus . To provide insight into the strains currently in circulation within Egypt, we performed whole genome sequencing of 56 S. aureus and 10 S. haemolyticus isolates from Alexandria Main University Hospital (AMUH). Through analysis of these genomes, as well as other genomes of isolates from the Middle East, we were able to produce a more complete picture of the current diversity than traditional molecular typing strategies. Furthermore, the S. haemolyticus genome analyses provide the first insight into strains found in Egypt. Our analysis of resistance and virulence mechanisms carried by these strains provides invaluable insight into future plans of antibiotic stewardship and infection control within the region. Data Summary Raw sequencing reads and assembled genomes can be found at BioProject Accession number PRJNA648411 ( https://www.ncbi.nlm.nih.gov/bioproject/PRJNA648411 ).

species are common inhabitants of the 'healthy' female urinary and vaginal communities, often associated with a lack of symptoms in both anatomical sites. Given identification by prior studies of similar bacterial species in both communities, it has been hypothesized that the two microbiotas are in fact connected. Here, we carried out whole-genome sequencing of 49

ABSTRACT While the urogenital microbiota of asymptomatic females is often dominated by species of Lactobacillus , Lactobacillus johnsonii is not a common member. It is more frequently found in the gastrointestinal tract. Here, we present the draft genome sequence of L. johnsonii UMB3423, which was isolated from a voided urine sample.

ABSTRACT Lactobacillus crispatus is a frequent member of the female urogenital microbiota. Here, we present the draft genome assemblies of three L. crispatus strains: UMB4356, UMB5661, and UMB6244. All strains were isolated from voided urine samples from females with type 2 diabetes.

Abstract The microbial community of the urinary tract (urinary microbiota or urobiota) has been associated with human health. Bacteriophages (phages) and plasmids present in the urinary tract, like in other niches, may shape urinary bacteria dynamics. While urinary E. coli , often associated with urinary tract infection (UTI), and their phages have been catalogued for the urobiome, the dynamics of their interactions have yet to be explored. In this study, we characterized urinary E. coli F plasmids and their ability to decrease permissivity to E. coli phage (coliphage) infection. Putative F plasmids were present in 47 of 67 urinary E. coli isolates, and most of these plasmids carry genes that encode for toxin-antitoxin (TA) modules, antibiotic resistance, and/or virulence. Two urinary E. coli F plasmids, from urinary microbiota (UMB) 0928 and 1284, were conjugated into E. coli K-12 strains; plasmids included genes for antibiotic resistance and virulence. These plasmids, pU0928 and pU1284, decreased permissivity to coliphage infection by the laboratory phage P1vir and the urinary phages Greed and Lust. Furthermore, pU0928 could be maintained in E. coli K-12 for up to ten days in the absence of antibiotic resistance selection; this included maintenance of the antibiotic resistance phenotype and decreased permissivity to phage. Finally, we discuss how F plasmids present in urinary E. coli could play a role in coliphage dynamics and maintenance of antibiotic resistance in urinary E. coli . Importance The microbial community of the urinary tract (urinary microbiota or urobiota) has been associated with human health. Bacteriophages (phages) and plasmids present in the urinary tract, like in other niches, may shape urinary bacteria dynamics. While urinary E. coli , often associated with urinary tract infection, and their phages have been catalogued for the urobiome, the dynamics of their interactions have yet to be explored. In this study, we characterized urinary E. coli F plasmids and their ability to decrease permissivity to E. coli phage (coliphage) infection. Two urinary E. coli F plasmids, each encoding antibiotic resistance and transferred by conjugation into naïve laboratory E. coli K-12 strains decreased permissivity to coliphage infection. We propose a model by which F plasmids present in urinary E. coli could help to maintain antibiotic resistance of urinary E. coli .