Preview

Проблемы особо опасных инфекций

Расширенный поиск

Выявление механизмов изменения продукции ацетоина у генетически измененных штаммов Vibrio cholerae О1 биовара Эль Тор

https://doi.org/10.21055/0370-1069-2019-2-62-68

Полный текст:

Аннотация

Цель работы – установление механизмов изменения биосинтеза ацетоина в реакции Фогес-Проскауэра у генетически измененных штаммов V. cholerae биовара Эль Тор.

Материалы и методы. Использовали девять генетически измененных штаммов V. cholerae О1 серогруппы Эль Тор биовара, завезенных на территорию Российской Федерации и Украины в 1993–2011 гг., и четыре типичных штамма, изолированных в 1970–1972 гг. В качестве отрицательного контроля при изучении продукции ацетоина штаммами V. cholerae в реакции Фогес-Проскауэра использовали штамм V. cholerae 569В О1 серогруппы классического биовара. Относительную экспрессию генов изучали методом ОТ-ПЦР в режиме реального времени. Построение модели белка проводили с использованием автоматизированного сервера SWISS – MODEL.

Результаты и обсуждение. Показано, что диагностически значимый признак – реакция Фогес-Проскауэра, используемая для дифференциации биоваров V. cholerae O1, изменен у всех изученных генетически измененных штаммов возбудителя холеры, выделенных в разные периоды текущей седьмой пандемии (66,7 % штаммов дают слабоположительную реакцию, 33,3 % – отрицательную). Полученные данные указывают на снижение или отсутствие продукции ацетоина у изученных штаммов. Анализ четырех структурных генов als оперона, а также исследование экспрессии регуляторных генов alsR и аphA, контролирующих его биосинтез, выявил, что изменение продукции ацетоина у геновариантов является следствием делеции единичного нуклеотида (Т в позиции 315) в структурном гене alsD, кодирующем ацетолактат декарбоксилазу, а также высокого уровня экспрессии негативного регулятора биосинтеза ацетоина – гена aphA. Моделирование пространственной структуры белка AlsD геноварианта М1293 и референс-штамма N16961 показало, что белок AlsD геноварианта действительно сильно редуцирован. Однако в отсутствие ацетолактат декарбоксилазы возможно спонтанное декарбоксилирование, что фенотипически проявляется в наличии слабоположительной реакции Фогес-Проскауэра. 

Об авторах

С. П. Заднова
ФКУЗ «Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»
Россия
410005, Саратов, ул. Университетская, 46


А. А. Крицкий
ФКУЗ «Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»
Россия
410005, Саратов, ул. Университетская, 46


Н. А. Плеханов
ФКУЗ «Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»
Россия
410005, Саратов, ул. Университетская, 46


Н. П. Гусева
ФКУЗ «Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»
Россия
410005, Саратов, ул. Университетская, 46


Ю. В. Лозовский
ФКУЗ «Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»
Россия
410005, Саратов, ул. Университетская, 46


Н. И. Смирнова
ФКУЗ «Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»
Россия
410005, Саратов, ул. Университетская, 46


Список литературы

1. Ali M., Nelson A. R., Lopez A.L., Sack D. A. Updated global burden of cholera in endemic countries. PLoS. Negl. Trop. Dis. 2015; 9(6):e0003832. DOI: 10.1371/journal.pntd.0003832

2. World Health Organization. Cholera, 2017. Wkly. Epidemiol. Rec. 2018; 93(38):489–500.

3. Kaper J.B., Morris J., Levin M. Cholera. Clin. Microbiol. Rev. 1995; 8(1):48–89.

4. 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):3296–99. DOI: 10.1128/JCM.40.9.3296-3299.2002.

5. Safa A., Bhuyian N.A., Nusrin S., Ansaruzzaman M., Alam M., Hamabata T., Takeda Y., Sack D.A., Nair G.B. Genetic characteristics of Matlab variants of Vibrio cholerae O1 that are hybrids between classical and El Tor biotypes. J. Med. Microbiol. 2006; 55(11):1563–69. DOI: 10.1099/jmm.0.46689-0.

6. 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. Microbilol. 2011; 49(11):3739– 49. DOI: 10.1128/JCM.01286-11.

7. Brumfield K.D., Carignan B.M., Son M.S. Genotypic and phenotypic assays to distinguish Vibrio cholerae biotype. In: Sikora A., editor. Vibrio cholerae. Methods in Molecular Biology. Humana Press, New York, NY; 2018. Vol. 1839. P. 11–28. DOI: 10.1007/9781-4939-8685-9_2.

8. Kovacikova G., Lin W., Skorupski K. Dual regulation of genes involved in acetoin biosynthesis and motility/biofilm formation by the virulence activator AphA and the acetate-responsive LysR-type regulator AlsR in Vibrio cholerae. Mol. Microbiol. 2005; 57: 420–433. DOI: 10.1111/j.1365-2958.2005.04700.x.

9. Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Молекулярное клонирование. М.: Мир; 1984. 480 с.

10. Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using realtime quantitative PCR and the 2–ΔΔCt method. Methods. 2001; 25:402–8. DOI: 10.1006/meth.2001.1262.

11. Benkert P., Biasini M., Schwede T. Toward the estimation of the absolute quality of individual protein structure models. Bioinformatics. 2011; 27:343−50. DOI: 10.1093/bioinformatics/btq662.

12. Bertoni M., Kiefer F., Biasini M., Bordoli L., Schwede T. Modeling protein quaternary structure of homoand hetero-oligomers beyond binary interactions by homology. Sci. Rep. 2017; 7:10480. DOI: 10.1038/s41598-017-09654-8.

13. Смирнова Н.И., Горяев А.А., Заднова С.П., Краснов Я.М., Лозовский Ю.В., Кутырев В.В. Генетическая характеристика клинических штаммов Vibrio cholerae, завезенных на территорию Российской Федерации в современный период. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. 2011; 3:3–10.

14. Савельев В.Н., Савельева И.В., Бабенышев Б.В., Куличенко А.Н. Эволюция возбудителя и клиникоэпидемиологические особенности современной холеры ЭльТор. Эпидемиология и инфекционные болезни. 2012; 5:31–5.

15. Плеханов Н.А., Заднова С.П. Структурно-функцио¬ нальный анализ генов, кодирующих биосинтез маннозочувствительных гемагглютинирующих пилей адгезии у различных штаммов Vibrio cholerae биовара Эль Тор. Проблемы особо опасных инфекций. 2016; 4:75–8. DOI: 10.21055/0370-1069-2016-4-75-78.

16. Монахова Е.В., Писанов Р.В., Титова С.В. Особенности структуры генома возбудителей холеры, циркулирующих на территориях России и сопредельных стран. В кн.: Покровский В.И., редактор. Сборник трудов IХ Всероссийской научнопрактической конференции с международным участием «Молекулярная диагностика». Тамбов: ООО фирма «Юлис», 2017. Т. 1. С. 325–7.

17. Kuleshov K.V., Kostikova A., Pisarenko S.V., Kovalev D.A., Tikhonov S.N., Savelievа I.V., Saveliev V.N., Vasilieva O.V., Zinich L.S., Pidchenko N.N., Kulichenko A.N., Shipulin G.A. Comparative genomic analysis of two isolates of Vibrio cholerae O1 Ogawa El Tor isolated during outbreak in Mariupol in 2011. Infect. Genet. Evol. 2016; 44:471–8. DOI: 10.1016/j.meegid.2016.07.039.

18. Заднова С.П., Челдышова Н.Б., Крицкий А.А., Адамов А.К., Девдариани З.Л., Кутырев В.В. Сравнительный анализ метаболизма глюкозы в штаммах Vibrio cholerae биовара Эль Тор. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2017; 35(2):64–9. DOI: 10.18821/0208-0613-2017-35-2-64-69.

19. Ghosh-Banerjee J., Senoh M., Takahashi T. Cholera toxin production by the El Tor variant of Vibrio cholerae O1 compared to prototype El Tor and classical biotypes. J. Clin. Microbiol. 2010; 48(11):4283–6. DOI: 10.1128/JCM.00799-10.

20. Ghosh P., Sinha R., Samanta P., Saha D.R., Koley H., Dutta S., Okamoto K., Ghosh A., Ramamurthy T., Mukhopadhyay A.K. Haitian variant Vibrio cholerae O1 strains manifest higher virulence in animal models. Front. Microbiol. 2019; 10:111. DOI: 10.3389/fmicb.2019.00111.


Для цитирования:


Заднова С.П., Крицкий А.А., Плеханов Н.А., Гусева Н.П., Лозовский Ю.В., Смирнова Н.И. Выявление механизмов изменения продукции ацетоина у генетически измененных штаммов Vibrio cholerae О1 биовара Эль Тор. Проблемы особо опасных инфекций. 2019;(2):62-68. https://doi.org/10.21055/0370-1069-2019-2-62-68

For citation:


Zadnova S.P., Kritsky A.A., Plekhanov N.A., Guseva N.P., Lozovsky Y.V., Smirnova N.I. Identification of the Mechanisms of Acetoin Production Change in Genetically Altered Vibrio cholerae Strains O1 Biovar El Tor. Problems of Particularly Dangerous Infections. 2019;(2):62-68. (In Russ.) https://doi.org/10.21055/0370-1069-2019-2-62-68

Просмотров: 19


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0370-1069 (Print)
ISSN 2658-719X (Online)