microbeПроблемы особо опасных инфекцийProblems of Particularly Dangerous Infections0370-10692658-719XRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”10.21055/0370-1069-2013-3-44-48microbe-59Research ArticleМИКРОБИОЛОГИЯMICROBIOLOGYФенотипические и молекулярно-генетические особенности штаммов Yersinia pestis из Забайкальского степного очага чумыPhenotypic and Molecular-Genetic Peculiarities of Yersinia pestis Strains from Trans-Baikal Steppe Plague FocusКуклеваЛ. М.KuklevaL. M.rusrapi@microbe.ruШавинаН. Ю.ShavinaN. Yu.rusrapi@microbe.ruВиноградоваН. А.VinogradovaN. A.rusrapi@microbe.ruНосовН. Ю.NosovN. Yu.rusrapi@microbe.ruЕрошенкоГ. А.EroshenkoG. A.rusrapi@microbe.ruГусеваН. П.GusevaN. P.rusrapi@microbe.ruКутыревВ. В.KutyrevV. V.rusrapi@microbe.ruРоссийский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»РоссияRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”Russian Federation201320092013034448Copyright © Куклева Л.М., Шавина Н.Ю., Виноградова Н.А., Носов Н.Ю., Ерошенко Г.А., Гусева Н.П., Кутырев В.В., 20132013Куклева Л.М., Шавина Н.Ю., Виноградова Н.А., Носов Н.Ю., Ерошенко Г.А., Гусева Н.П., Кутырев В.В.Kukleva L.M., Shavina N.Y., Vinogradova N.A., Nosov N.Y., Eroshenko G.A., Guseva N.P., Kutyrev V.V.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/59

В статье приведена комплексная фенотипическая и генетическая характеристика штаммов Yersinia pestis, выделенных в Забайкальском степном очаге чумы до и после смены основного носителя, произошедшей здесь в середине 60-х годов прошлого века. На основе ПЦР-анализа и мультилокусного секвенирования генов glpD, melB, napA, rhaS и iclR, кодирующих дифференциально значимые признаки – ферментацию глицерина, мелибиозы, рамнозы, продукцию изоцитратлиазы и денитрифицирующую активность, получены доказательства принадлежности изученных штаммов к античному биовару основного подвида возбудителя чумы. Для определения генетического родства этих штаммов использован мультилокусный VNTR-анализ по семи локусам вариабельных тандемных повторов: ms01, ms04, ms06, ms07, ms46, ms62. На основании полученных результатов установлено, что штаммы возбудителя чумы, изолированные в Забайкальском степном очаге в разные периоды его существования, составляют единую ветвь на филогенетическом дереве эволюции Y. pestis.

The paper contains the data on the complex phenotypic and genotypic characteristics of Yersinia pestisstrains isolated in Trans-Baikal steppe plague focus before and after the succession of the main carrier which took place in the 1960s. Based on the PCR-analysis and multilocus sequence typing of glpD, melB, napA, rhaA, and iclR genes, encoding differentially significant properties such as glycerin, melibiose, rhamnose fermentation, isocitrate lyase production, and denitrification activity, developed are the proofs of affiliation of the studied strains to the biovariant antiqua of the plague agent main subspecies. Multilocus VNTR-analysis by seven locuses of variable tandem repeats – ms01, ms04, ms06, ms07, ms46, ms62 – has been used to establish genetic relations between the strains. Thus on the basis of the results obtained, it is established that the strains of the plague agent, isolated in the Trans-Baikal steppe focus in various periods of its existence, form one common branch on the phylogenetic tree of Y. pestis evolution.

возбудитель чумыприродные очагибиоварыфенотипическая и генетическая характеристика штаммовгенотипированиеplague agentnatural focibiovarsphenotypic and genotypic characteristics of strainsgenotypingReferencesДаниленко А.Ф., Немченко Л.С. Современное состояние Забайкальского природного очага чумы на этапе оздоровления. В кн.: Актуальные проблемы профилактики особо опасных и природно-очаговых инфекционных болезней. Иркутск; 1994. С. 39–40.Danilenko A.F., Nemchenko L.S. [Current state of the Trans-Baikal natural plague focus at the stage of sanitation enhancement]. In: [Topical Issues of Prophylaxis of Particularly Dangerous and Natural-Focal Infectious Diseases]. Irkutsk; 1994. P. 39–40.Ерошенко Г.А., Одиноков Г.Н., Куклева Л.М., Шавина Н.Ю., Кутырев В.В. Структурный анализ генов, участвующих в ферментации мелибиозы и продукции изоцитрат-лиазы, у штаммов Yersinia pestis основного и неосновных подвидов. Генетика. 2011; 47(10):328–34.Eroshenko G.A., Odinokov G.N., Kukleva L.M., Shavina N.Yu., Kutyrev V.V. [Structural analysis of the genes participating in the process of melibiose fermentation and isocitrate lyase production in Yersinia pestis strains of the main and non-main subspecies]. Genetika. 2011; 47(10):328–34.Ерошенко Г.А., Одиноков Г.Н., Куклева Л.М., Павлова А.И., Краснов Я.М., Шавина Н.Ю., Гусева Н.П., Виноградова Н.А., Кутырев В.В. Стандартный алгоритм молекулярного типирования штаммов Yersinia pestis. Журн. эпидемиол., микробиол. и иммунобиол. 2012; 3:25–35.Eroshenko G.A., Odinokov G.N., Kukleva L.M., Pavlova A.I., Krasnov Ya.M., Shavina N.Yu., Guseva N.P., Vinogradova N.A., Kutyrev V.V. [Standardized algorithm of molecular typing of Yersinia pestis strains]. Zh. Epidemiol. Mikrobiol. Immunobiol. 2012; 3:25–35.Куклева Л.М., Ерошенко Г.А., Куклев В.Е., Краснов Я.М., Гусева Н.П., Одиноков Г.Н., Кутырев В.В. Сравнение полной нуклеотидной последовательности гена rhaS у штаммов возбудителя чумы основного и неосновных подвидов. Пробл. особо опасных инф. 2008; 3(97):38–42.Koukleva L.M., Yeroshenko G.A., Kouklev V.E., Krasnov Ya.M., Guseva N.P., Odinokov G.N., Kutyrev V.V. [Comparison of complete nucleotide sequence of rhaS gene in the strains of plague etiological agent of main and minor subspecies]. Probl. Osobo Opasn. Infek. 2008; (97):38–42.Одиноков Г.Н., Ерошенко Г.А., Видяева Н.А., Краснов Я.М., Гусева Н.П., Кутырев В.В. Структурно-функциональный анализ генов nap оперона у штаммов Yersinia pestis разных подвидов. Пробл. особо опасных инф. 2008; 4(98):40–2.Odinokov G.N., Eroshenko G.A., Vidyaeva N.A., Krasnov Ja.M., Gouseva N.P., Kutyrev V.V. [Structural and functional analysis of nap operon genes in Yersinia pestis strains of different subspecies]. Probl. Osobo Opasn. Infek. 2008; (98):40–2.Одиноков Г.Н., Ерошенко Г.А., Краснов Я.М., Куклева Л.М., Шавина Н.Ю., Павлова А.И., Кутырев В.В. Генетические основы метионинзависимости штаммов Yersinia pestis основного и неосновных подвидов. Генетика. 2011; 47(3):332–8.Odinokov G.N., Eroshenko G.A., Krasnov Ya.M., Koukleva L.M., Shavina N.Yu., Pavlova A.I., Kutyrev V.V. [Genetic background of methionine dependency in Yersinia pestis strains of the main and non-main subspecies]. Genetika. 2011; 47(3):332–8.Онищенко Г.Г., Кутырев В.В., редакторы. Лабораторная диагностика опасных инфекционных болезней. Практическое руководство. М.: Медицина; 2009. 472 с.Onishchenko G.G., Kutyrev V.V., editors [Laboratory Diagnostics of Particularly Dangerous Infections. Practice Guidelines]. M.: Meditsina; 2009. 472 p.Онищенко Г.Г., Кутырев В.В., редакторы. Природные очаги чумы Кавказа, Прикаспия, Средней Азии и Сибири. М.: Медицина; 2004. 192 с.Onishchenko G.G., KutyrevV.V., editors [Natural Plague Foci in the Territory of the Caucasus, Caspian sea Region, Central Asia, and Siberia]. M.: Meditsina; 2004. 192 p.Организация работы лабораторий, использующих методы амплификации нуклеиновых кислот при работе с материалом, содержащим микроорганизмы I–IV групп патогенности. МУ 1.3.2569-09. М.; 2009. 42 с.[Activity management of the laboratories that employ methods of nucleic acid amplification for work with materials containing microorganisms of the I–IV groups of pathogenicity]. MR 1.3.2569-09. M.; 2009. 42 p.Павлова А.И., Ерошенко Г.А., Одиноков Г.Н., Куклева Л.М. Шавина Н.Ю., Краснов Я.М., Кутырев В.В. Анализ генетической изменчивости штаммов Yersinia pestis средневекового биовара из природных очагов чумы Российской Федерации и Монголии. Пробл. особо опасных инф. 2012; (114):49–53.Pavlova A.I., Eroshenko G.A., Odinokov G.N., Koukleva L.M., Shavina N.Yu., Krasnov Ya.M., Kutyrev V.V. [Analysis of genetic variability of Yersinia pestis strains (Medieval biovar) isolated in natural plague foci of the Russian Federation and Mongolia]. Probl. Osobo Opasn. Infek. 2012; (114):49–53.Попов Н.В., Безсмертный В.Е., Матросов А.Н., Немченко Л.С., Вержуцкий Д.Б., Малецкая О.В., Удовиков А.И., Кузнецов А.А., Князева Т.В., Шилова Л.Д., Горшенко В.В., Попов В.П., Топорков В.П., Топорков А.В., Кутырев В.В. Эпизоотическая активность природных очагов чумы Российской Федерации в 2010 г. и прогноз на 2011 г. Пробл. особо опасных инф. 2011; 1(107):31–7.Popov N.V., Bezsmertny V.E., Matrosov A.N., Nemchenko L.S., Verzhutsky D.B., Maletskaya O.V., Udovikov A.I., Kuznetsov A.A., Knyazeva T.V., Shilova L.D., Gorshenko V.V., Popov V.P., Toporkov V.P., Toporkov A.V., Kutyrev V.V. [Epizootic activity of plague natural foci in the Russian Federation in 2010 and prognosis for 2011]. Probl. Osobo Opasn. Infek. 2011; (107):31–7.Сучков И.Ю., Водопьянов А.С., Водопьянов С.О., Шишияну М.В., Мишанькин Б.Н. Мультилокусный VNTR-анализ в изучении популяционной структуры Yersinia pestis в природных очагах. Мол. генет., микробиол. и вирусол. 2004; 4:19–28.Suchkov I.Yu., Vodop’yanov A.S., Vodop’yanov S.O., Shishiyanu M.V., Mishan’kin B.N. [Multi-locus VNTR-analysis for investigations of Yersinia pestis population structure in natural foci]. Mol. Genet. Mikrobiol. Virusol. 2004; 4:19–28.Le Flèche P., Hauck Y., Onteniente L., Prieur A., Denoeud F., Ramisse V., Sylvestre P., Benson G., Ramisse F., Vergnaud G. A tandem repeats database for bacterial genomes: application to the genotyping of Yersinia pestis and Bacillus anthracis. BMC Microbiol. 2001; 1:2.Le Flèche P., Hauck Y., Onteniente L., Prieur A., Denoeud F., Ramisse V., Sylvestre P., Benson G., Ramisse F., Vergnaud G. A tandem repeats database for bacterial genomes: application to the genotyping of Yersinia pestis and Bacillus anthracis. BMC Microbiol. 2001; 1:2.Motin V., Georgescu A., Elliott J., Hu P., Worsham P., Ott L., Slezak T., Sokhansanj B., Regala W., Brubaker R., Garcia E. Genetic variability of Yersinia pestis isolates as predicted by PCR-based IS100 genotyping and analysis of structural genes encoding glycerol-3-phosphate dehydrogenase (glpD). J. Bacteriol. 2002; 184(4):1019–27.Motin V., Georgescu A., Elliott J., Hu P., Worsham P., Ott L., Slezak T., Sokhansanj B., Regala W., Brubaker R., Garcia E. Genetic variability of Yersinia pestis isolates as predicted by PCR-based IS100 genotyping and analysis of structural genes encoding glycerol-3-phosphate dehydrogenase (glpD). J. Bacteriol. 2002; 184(4):1019–27.

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