microbeПроблемы особо опасных инфекцийProblems of Particularly Dangerous Infections0370-10692658-719XRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”10.21055/0370-1069-2020-3-150-153microbe-1377Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯBRIEF COMMUNICATIONSСравнительные протеомные профили типичного штамма и генетически измененного варианта Vibrio cholerae О1 серогруппы биовара Эль ТорComparative Proteomic Profiles of Typical Strain and Genetically Altered Variant of Vibrio cholerae O1, Biovar El Torhttps://orcid.org/0000-0003-4366-0562ЗадноваС. П.ZadnovaS. P.

Российская Федерация, 410005, Саратов, ул. У ниверситетская, 46

46, Universitetskaya St., Saratov, 410005, Russian Federation

rusrapi@microbe.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9662-8438БаданинД. В.BadaninD. V.

Российская Федерация, 410005, Саратов, ул. Университетская, 46

46, Universitetskaya St., Saratov, 410005, Russian Federation

rusrapi@microbe.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2355-7018ПлехановН. А.PlekhanovN. A.

Российская Федерация, 410005, Саратов, ул. Университетская, 46

46, Universitetskaya St., Saratov, 410005, Russian Federation

rusrapi@microbe.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2234-2760ПолунинаТ. А.PoluninaT. A.

Российская Федерация, 410005, Саратов, ул. Университетская, 46

46, Universitetskaya St., Saratov, 410005, Russian Federation

rusrapi@microbe.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9270-523XКотоваН. В.KotovaN. V.

Российская Федерация, 410005, Саратов, ул. Университетская, 46

46, Universitetskaya St., Saratov, 410005, Russian Federation

rusrapi@microbe.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5506-4285КрицкийА. А.KritskyA. A.

Российская Федерация, 410005, Саратов, ул. Университетская, 46

46, Universitetskaya St., Saratov, 410005, Russian Federation

rusrapi@microbe.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7190-4427ФедоровА. В.FedorovA. V.

Российская Федерация, 410005, Саратов, ул. Университетская, 46

46, Universitetskaya St., Saratov, 410005, Russian Federation

rusrapi@microbe.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4909-2394КрасновЯ. М.KrasnovYa. M.

Российская Федерация, 410005, Саратов, ул. Университетская, 46

46, Universitetskaya St., Saratov, 410005, Russian Federation

rusrapi@microbe.ruФКУЗ «Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»РоссияRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”Russian Federation20202110202003150153Copyright © Заднова С.П., Баданин Д.В., Плеханов Н.А., Полунина Т.А., Котова Н.В., Крицкий А.А., Федоров А.В., Краснов Я.М., 20202020Заднова С.П., Баданин Д.В., Плеханов Н.А., Полунина Т.А., Котова Н.В., Крицкий А.А., Федоров А.В., Краснов Я.М.Zadnova S.P., Badanin D.V., Plekhanov N.A., Polunina T.A., Kotova N.V., Kritsky A.A., Fedorov A.V., Krasnov Y.M.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.microbe.ru/jour/article/view/1377

Цель работы – выявление различий в продукции белков у типичного штамма и генетически измененного варианта V. cholerae O1 биовара Эль Тор.

Материалы и методы

Материалы и методы. В качестве модельных использовали природные штаммы М1062 (Астрахань, 1970 г.) и М1509 (Москва, 2012 г.). Штаммы культивировали на агаре Луриа-Бертани при температуре 37 °C. Электрофорез проводили по методу W.K. Laemmli (1970 г.), масс-спектрометрическое профилирование – согласно методу, описанному A. Shevchenko et al.

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. Масс-спектрометрическое сканирование лизатов клеток исследуемых штаммов показало значительное сходство их протеомов (615 общих белков). Выявленные различия касались повышенной экспрессии у штамма М1062 белков, которые участвуют в биосинтезе ДНК /РНК , входящих в группу «пурины, пиримидины, нуклеозиды», а также регуляторных белков. У штамма М1509 увеличен биосинтез белков, ответственных за патогенез, адаптацию при действии неблагоприятных факторов внешней среды, входящих в группу «кофакторы, витамины, пигменты», участвующих в липидном, углеводном, белковом обменах, клеточных процессах, и белков-транспортеров. Высказано предположение, что широкое распространение геновариантов Эль Тор, возможно, обусловлено повышением патогенных и адаптивных свойств, а также существенной перестройкой метаболизма клеток.

Objective of the study was to identify the differences in the production of proteins in typical strain and genetically altered variant of V. cholerae O1, biovar El Tor.

Materials and methods

Materials and methods. Natural strains M1062 (Astrakhan, 1970) and M1509 (Moscow, 2010) were used as model strains in this work. Strains were cultivated on Luria Bertani agar at 37 °C. Electrophoresis was performed in accordance with W.K. Laemmli technique (1970), mass-spectrometric profiling – the method described by A. Shevchenko et al.

Results and discussion

Results and discussion. Mass-spectrometric scanning of cell lysates of the examined strains showed significant similarity of their proteomes (615 common proteins). The identified differences pertained to high expression of proteins in the strain M1062, participating in biosynthesis of DNA/RNA, included into “purines, pyrimidines, nucleosides” group, as well as regulatory proteins. In M1509 strain, biosynthesis of the proteins responsible for pathogenesis, adaptation under the influence of unfavorable environmental factors, included into “co-factors, vitamins, pigments” group, involved in lipid, carbohydrate, and protein metabolism, cellular processes, as well as proteins-transporters was increased. It has been suggested that the wide dissemination of El Tor genovariants is probably due to enhanced pathogenic and adaptive properties and also to the considerable transformation of cell  metabolism.

Vibrio cholerae биовара Эль Торпротеомное сканированиеVibrio cholerae biovar El Torproteomic scanningReferencesNair G.B., Faruque S.M., Bhuiyan N.A., Kamruzzaman M., Siddique A.K., Sack D.A. New variants of Vibrio cholerae O1 biotype El Tor with attributes of the classical biotype from hospitalized patients with acute diarrhea in Bangladesh. J. Clin. Microbiol. 2002; 40(9):3296–9. doi : 10.1128/JCM.40.9.3296-3299.2002.Nair G.B., Faruque S.M., Bhuiyan N.A., Kamruzzaman M., Siddique A.K., Sack D.A. New variants of Vibrio cholerae O1 biotype El Tor with attributes of the classical biotype from hospitalized patients with acute diarrhea in Bangladesh. J. Clin. Microbiol. 2002; 40(9):3296–9. doi: 10.1128/JCM.40.9.3296-3299.2002.Safa A., Nair G.B., Kong R.Y. Evolution of new variants of Vibrio cholerae O1. Trends Microbiol. 2010; 18(1):46–54. doi: 10.1016/j.tim.2009.10.003.Safa A., Nair G.B., Kong R.Y. Evolution of new variants of Vibrio cholerae O1. Trends Microbiol. 2010; 18(1):46–54. doi: 10.1016/j.tim.2009.10.003.Grim C.J., Hasan N.A., Taviani E., Haley B., Chun J., Brettin T.S., Bruce D.C., Detter J.C., Han C.S., Chertkov O., Challacombe J., Huq A., Nair G.B., Colwell R.R. Genome sequence of hybrid Vibrio cholerae O1 MJ-1236, B33 and CIRS101 and comparative genomics with V. cholerae. J. Bacteriol. 2010; 192:3524–33. DOI: 10.1128/JB.00040-10.Grim C.J., Hasan N.A., Taviani E., Haley B., Chun J., Brettin T.S., Bruce D.C., Detter J.C., Han C.S., Chertkov O., Challacombe J., Huq A., Nair G.B., Colwell R.R. Genome sequence of hybrid Vibrio cholerae O1 MJ-1236, B33 and CIRS101 and comparative genomics with V. cholerae. J. Bacteriol. 2010; 192:3524–33. DOI: 10.1128/JB.00040-10.Son M.S., Megli C.J., Kovacikova G., Qadri F., Taylor R.K. Characterization of Vibrio cholerae O1 El Tor biotype variant clinical isolates from Bangladesh and Haiti, including a molecular genetic analysis of virulence genes. J. Clin. Microbiol. 2011; 49(11):3739–49. DOI: 10.1128/JCM.01286-11.Son M.S., Megli C.J., Kovacikova G., Qadri F., Taylor R.K. Characterization of Vibrio cholerae O1 El Tor biotype variant clinical isolates from Bangladesh and Haiti, including a molecular genetic analysis of virulence genes. J. Clin. Microbiol. 2011; 49(11):3739–49. DOI: 10.1128/JCM.01286-11.Satchell K.J., Jones C.J., Wong J., Queen J., Agarwal S., Yildiz F.H. Phenotypic analysis reveals that the 2010 Haiti cholera epidemic is linked to a hypervirulent strain. Infect. Immun. 2016; 84(9):2473–81. DOI: 10.1128/IAI.00189-16.Satchell K.J., Jones C.J., Wong J., Queen J., Agarwal S., Yildiz F.H. Phenotypic analysis reveals that the 2010 Haiti cholera epidemic is linked to a hypervirulent strain. Infect. Immun. 2016; 84(9):2473–81. DOI: 10.1128/IAI.00189-16.Смирнова Н.И., Агафонов Д.А., Кульшань Т.А., Краснов Я.М., Кутырев В.В. Микроэволюция возбудителя холеры в современный период. Вестник Российской академии медицинских наук. 2014; 69(7–8):46–53. DOI: 10.15690/vramn.v69i7-8.1109.Smirnova N.I., Agafonov D.A., Kul’shan’ T.A., Krasnov Ya.M., Kutyrev V.V. Microevolution of cholera agent in the modern period. Vestnik Rossiiskoi Akademii Meditsinskikh Nauk [Bulletin of the RAMS]. 2014; 69(7–8):46–53. DOI: 10.15690/vramn.v69i7-8.1109.Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970; 227(5259):680–5. DOI: 10.1038/227680a0.Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970; 227(5259):680–5. DOI: 10.1038/227680a0.Shevchenko A., Tomas H., Havlis J., Olsen J.V., Mann M. Ingel digestion for mass spectrometric characterization of proteins and proteomes. Nature Protocols. 2006; 1(6):2856–60. DOI: 10.1038/nprot.2006.468.Shevchenko A., Tomas H., Havlis J., Olsen J.V., Mann M. In-gel digestion for mass spectrometric characterization of proteins and proteomes. Nature Protocols. 2006; 1(6):2856–60. DOI: 10.1038/nprot.2006.468.Заднова С.П., Крицкий А.А., Плеханов Н.А., Челдышова Н.Б., Смирнова Н.И. Сравнительный анализ адаптационных свойств типичных и генетически измененных штаммов Vibrio cholerae биовара El Tor. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2019; 2:25–30. DOI: 10.36233/0372-9311-2019-2-25-30.Zadnova S.P., Kritsky A.A., Plekhanov N.A., Cheldyshova N.B., Smirnova N.I. Comparative analysis of adaptation properties in typical and genetically altered Vibrio cholerae El Tor strains. Journal of Microbiology, Epidemiology, Immunobiology [Zhurnal Mikrobiologii, Epidemiologii I Immunobiologii]. 2019; 2:25–30. DOI: 10.36233/0372-9311-2019-2-25-30.Conner J.G., Teschler J.K., Jones C.J., Yildiz F.H. Staying alive: Vibrio cholerae’s cycle of environmental survival, transmission, and dissemination. Microbiol. Spectr. 2016; 4(2):VMBF-0015-2015. DOI: 10.1128/microbiolspec.VMBF-0015-2015.Conner J.G., Teschler J.K., Jones C.J., Yildiz F.H. Staying alive: Vibrio cholerae’s cycle of environmental survival, transmission, and dissemination. Microbiol. Spectr. 2016; 4(2):VMBF-0015-2015. DOI: 10.1128/microbiolspec.VMBF-0015-2015.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.