Сынгеева Аюна Константиновна
664047, Иркутск, ул. Трилиссера, 78
Ayuna K. Syngeeva
78, Trilissera St., Irkutsk, 664047
664047, Иркутск, ул. Трилиссера, 78
78, Trilissera St., Irkutsk, 664047
664047, Иркутск, ул. Трилиссера, 78
78, Trilissera St., Irkutsk, 664047
664047, Иркутск, ул. Трилиссера, 78
78, Trilissera St., Irkutsk, 664047
664047, Иркутск, ул. Трилиссера, 78
78, Trilissera St., Irkutsk, 664047
664047, Иркутск, ул. Трилиссера, 78
78, Trilissera St., Irkutsk, 664047
Цель исследования – оценить эффективность применения MALDI‑ToF масс-спектрометрии при идентификации коллекционных и свежевыделенных штаммов возбудителя туляремии с использованием базы данных «Белковые профили масс-спектров микроорганизмов I–II групп патогенности для программы MALDI Biotyper».
Материалы и методы. Исследовано 142 штамма Francisella tularensis, в числе которых 59 коллекционных и 83 свежевыделенных. Для их идентификации использовали бактериологический, молекулярно-генетический и масс-спектрометрический методы исследования. Сбор масс-спектров, анализ, генерация и расширение референсных библиотек выполнены на масс-анализаторе Microflex LT с использованием пакета программ FlexControl v. 3.3, FlexAnalysis v. 3.3, MALDI Biotyper 3.0. Кластерный анализ осуществлен в программе BioNumerics 7.6.
Результаты и обсуждение. Оценена возможность идентификации возбудителя туляремии с помощью расширенной базы данных MALDI Biotyper 3.0 «Белковые профили масс-спектров микроорганизмов I–II групп патогенности для программы MALDI Biotyper». При идентификации до уровня вида результаты масс-спектрометрии коллекционных и свежевыделенных штаммов показали 91,5 и 97,6 % достоверности соответственно. В определении родовой принадлежности надежность идентификации составила 100 %. Таким образом, метод MALDI‑ToF массспектрометрии позволяет достоверно проводить видовую и родовую идентификацию штаммов F. tularensis. На основании кластерного анализа 66 штаммов F. tularensis в программе BioNumerics 7.6. с использованием Pearson correlation по алгоритму UPGMA оценена возможность подвидовой дифференциации. В связи со схожестью белковых профилей штаммов F. tularensis четкой дифференциации на подвиды добиться не удалось. Для успешного проведения подвидовой дифференциации необходимо использовать другие варианты подготовки образцов, приборы нового поколения с более высокой разрешающей способностью, а также применять дополнительные подходы и инструменты анализа.
The aim of the study was to evaluate the effectiveness of MALDI‑ToF mass spectrometry in the identification of collection and newly isolated strains of tularemia pathogen using the database “Protein profiles of mass spectra of microorganisms belonging to I–II pathogenicity groups for the MALDI Biotyper software”.
Materials and methods. We investigated 142 strains of Francisella tularensis, including 59 collection strains and 83 newly isolated ones. Bacteriological, molecular-genetic and proteomic research methods were used to identify them. The acquisition of mass spectra, analysis, generation and expansion of reference libraries were performed on a mass analyzer “Microflex LT” using FlexControl v. 3.3, FlexAnalysis v. 3.3, and MALDI Biotyper 3.0 software packages. The cluster analysis was performed using the BioNumerics 7.6 software.
Results and discussion. The possibility of identifying tularemia pathogen has been assessed using the extended database for MALDI Biotyper 3.0 “Protein profiles of mass spectra of microorganisms belonging to I–II pathogenicity groups for the MALDI Biotyper software”. During identification to the species level, the significance of mass spectrometry results for collection strains and newly isolated ones was 91.5 % and 97.6 %, respectively. In determining the genus appurtenance, the reliability of identification was 100 %. Thus, the MALDI‑ToF mass spectrometry method allows for accurate species and genus identification of F. tularensis strains. Based on the cluster analysis of 66 F. tularensis strains in BioNumerics 7.6 software using «Pearson correlation» and the UPGMA algorithm, the possibility of subspecies differentiation has been evaluated. Due to the similarity of protein profiles of F. tularensis strains, a clear differentiation into subspecies could not be achieved. It is necessary to use other options for sample preparation, new generation devices with higher resolution, as well as apply additional approaches and analysis tools for successful subspecific differentiation.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.