microbeПроблемы особо опасных инфекцийProblems of Particularly Dangerous Infections0370-10692658-719XRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”10.21055/0370-1069-2014-2-85-88microbe-145Research ArticleДИАГНОСТИКАDIAGNOSTICSКонструирование ПЦР-тест-системы для дифференциации генетически измененных токсигенных штаммов Vibrio cholerae биовара Эль Тор с разным эпидемическим потенциаломConstruction of PCR Test-System for Differentiation between Genetically Altered Toxigenic Vibrio cholerae Strains, Biovar El Tor, with Varied Epidemic PotentialАгафоновД. А.AgafonovD. A.rusrapi@microbe.ruЗадноваС. П.ZadnovaS. P.rusrapi@microbe.ruЛозовскийЮ. В.LozovskyYu. V.rusrapi@microbe.ruСмирноваН. И.SmirnovaN. I.rusrapi@microbe.ruРоссийский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»РоссияRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”Russian Federation201420062014028588Copyright © Агафонов Д.А., Заднова С.П., Лозовский Ю.В., Смирнова Н.И., 20142014Агафонов Д.А., Заднова С.П., Лозовский Ю.В., Смирнова Н.И.Agafonov D.A., Zadnova S.P., Lozovsky Y.V., Smirnova N.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.microbe.ru/jour/article/view/145

Разработана мультилокусная ПЦР-тест-система, позволяющая дифференцировать токсигенные генетически измененные штаммы Vibrio cholerae биовара Эль Тор на штаммы с высоким и низким эпидемическим потенциалом на основе определения структуры одного из генетических маркеров возбудителя 7-й пандемии холеры - острова пандемичности VSP-II. В рамках данной работы были подобраны три гена-мишени , расположенные в центральной и краевой областях этого мобильного генетического элемента. Разработанная ПЦР-тест-система позволяет выявлять штаммы, содержащие интактный VSP-II, VSP-II с короткой делецией, а также VSP-II с протяженной делецией. Штаммы с интактным VSP-II или имеющие короткую делецию в острове пандемичности относятся к вариантам с низким эпидемическим потенциалом, в то время как штаммы, содержащие VSP-II с протяженной делецией относятся к вариантам с высоким эпидемическим потенциалом. Экспериментально доказана специфичность и эффективность тест-системы при анализе 28 токсигенных генетически измененных штаммов V. cholerae биовара Эль Тор и 6 штаммов близкородственных видов и энтеробактерий. Полученные результаты совпадают с данными монолокусного ПЦР анализа и в ряде случаев подтверждены секвенированием.

Designed is a multi-locus PCR test-system that allows for differentiation between genetically altered Vibrio cholerae strains, biovar El Tor, with high and low epidemic potential respectively, based on identification of genetic marker structure in the agent of the seventh cholera pandemic - pandemicity island VSP-II. In the course of investigations selected have been three target genes allocated in the central region and terminal end of the mobile genetic element. This test-system offers the possibility to identify the strains containing intact VSP-II, the ones containing VSP-II with a short-length deletion, and the strains with VSP-II with extended deletion. The first two are classified as the variants with low epidemic potential, while the last ones - as the variants with high epidemic potential. Specificity and efficacy of the test-system is shown by the experiments with 28 toxigenic genetically altered V. cholerae strains, biovar El Tor, and 6 strains of closely related species and enterobacteria. The results obtained coincide with the data on mono-locus PCR assay and in a number of instances are verified by sequencing.

Vibrio choleraе биовара Эль Тормультилокусная ПЦР-тест-системадифференциацияэпидемический потенциалостров пандемичностиVibrio cholerae strainsbiovar El Tormulti-locus PCR test-systemdifferentiationepidemic potentialpandemicity islandReferencesЗаднова С.П., Ливанова Л.Ф., Крепостнова И.М., Захарова Т.Л., Осин А.В., Смирнова Н.И. Комплексная гено- и иммунодиагностическая тест-система для идентификации холерных вибрионов О1 и О139 серогруппы и оценки их вирулентности. Патент РФ 2404257, опубл. 20.11.2010 г. Бюл. 32.Zadnova S.P., Livanova L.F., Krepostnova I.M., Zakharova T.L., Osin A.V., Smirnova N.I. [Complex gene- and immune-diagnostic test-system for identification of cholera vibrios belonging to O1 and O139 serogroup; and assessment of their virulence]. RF Patent 2404257.Смирнова Н.И., Кириллина О.А., Челдышова Н.Б., Кутырев В.В. Дифференциация штаммов Vibrio cholerae eltor по их эпидемической значимости с помощью новых диагностических холерных бактериофагов Эль Тор ctx- и ctx+ и полимеразной цепной реакции. Журн. эпидемиол., микробиол. и иммунобиол. 2001; 6:11-6.Smirnova N.I., Kirillina O.A., Cheldyshova N.B., Kutyrev V.V. [Differentiation of Vibrio cholerae eltor according to their epidemic significance using novel diagnostic cholera bacteriophages El Tor – ctx– and ctx+ and polymerase chain reaction]. Zh. Epidemiol. Mikrobiol. Immunobiol. 2001; 6:11–6.Смирнова Н.И., Горяев А.А., Шубина А.В., Заднова С.П., Кутырев В.В. Способ идентификации токсигенных штаммов V. cholerae О1, определения их биовара и дифференциации штаммов биовара Эль Тор на типичные и измененные методом мультиплексной полимеразной цепной реакции и тест-система для его осуществления. Патент РФ 2458141, опубл. 10.08.2012 г. Бюл. 22.Smirnova N.I., Goryaev A.A., Shubina A.V., Zadnova S.P., Kutyrev V.V. [Method of detection of toxigenic Vibrio cholerae O1 strains, identification of their biovar affinity, and differentiation of the strains belonging to biovar El Tor onto typical and genetically altered ones using multiplex polymerase chain reaction and a test-system necessary to perform the assay]. RF Patent 2458141.Черкасов А.В., Краснов Я.М., Агафонов Д.А., Шашкова А.В., Смирнова Н.И. Вариабельность структуры острова пандемичности VSP-II штаммов Vibrio cholerae, выделенных на территории России. Инфекция и иммунитет. 2013; 3(2):185.Cherkasov A.V., Krasnov Ya.M., Agafonov D.A., Shashkova A.V., Smirnova N.I. [Variability of structure of VSP-II pandemicity island in Vibrio cholerae strains isolated in the territory of Russia]. Infektsiya i Immunitet. 2013; 3(2):185.Dziejman M., Balon E., Boyd D., Fraser S.M., Heidelberg J.F., Mekalanos J.J. Comparative genomic analysis of Vibrio cholerae: Genes that correlate with cholera endemic and pandemic disease. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2002; 99:1556-61.Dziejman M., Balon E., Boyd D., Fraser S.M., Heidelberg J.F., Mekalanos J.J. Comparative genomic analysis of Vibrio cholerae: Genes that correlate with cholera endemic and pandemic disease. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2002; 99:1556–61.Nair G.B., Qadri F., Holmgren J., Svennerholm A.M., Safa A., Bhuiyan N.A., Ahmad Q.S., Faruque S.M., Faruque A.S., Takeda Y., Sack D.A. Cholera due to altered El Tor strains of Vibrio cholerae O1 in Bangladesh. J. Clin. Microbiol. 2006; 44:4211-3.Nair G.B., Qadri F., Holmgren J., Svennerholm A.M., Safa A., Bhuiyan N.A., Ahmad Q.S., Faruque S.M., Faruque A.S., Takeda Y., Sack D.A. Cholera due to altered El Tor strains of Vibrio cholerae O1 in Bangladesh. J. Clin. Microbiol. 2006; 44:4211–3.O’Shea Y.A., Finnan S., Reen F.J., Morrissey J.P., O’Gara F., Boyd F. The Vibrio seventh pandemic island-II is a 26,9 kb genomic island present in Vibrio cholerae El Tor and O139 serogroup isolates that shows homology to a 43,4 kb genomic island in V. vulnificus. Microbiology. 2004; 150:4053-63.O’Shea Y.A., Finnan S., Reen F.J., Morrissey J.P., O’Gara F., Boyd F. The Vibrio seventh pandemic island-II is a 26,9 kb genomic island present in Vibrio cholerae El Tor and O139 serogroup isolates that shows homology to a 43,4 kb genomic island in V. vulnificus. Microbiology. 2004; 150:4053–63.Taviani E., Grim C.J., Choi J., Chun J., Haley B., Hasan N.A., Huq A., Colwell R.R. Discovery of novel Vibrio cholerae VSP-II genomic islands using comparative genomic analysis. FEMS Microbiol. Lett. 2010; 308:130-7.Taviani E., Grim C.J., Choi J., Chun J., Haley B., Hasan N.A., Huq A., Colwell R.R. Discovery of novel Vibrio cholerae VSP-II genomic islands using comparative genomic analysis. FEMS Microbiol. Lett. 2010; 308:130–7.

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