Preview

Проблемы особо опасных инфекций

Расширенный поиск

Новые генетические маркеры для молекулярного типирования штаммов Bacillus anthracis

https://doi.org/10.21055/0370-1069-2019-3-43-50

Полный текст:

Аннотация

Цель - выявление новых генетических маркеров для использования в молекулярном типировании Bacillus anthracis. Материалы и методы. исследовали геномы 16 штаммов B. anthracis из коллекции ФКУЗ «Ставропольский противочумный институт», 11 штаммов B. anthracis и 5 штаммов Bacillus cereus из GenBank. использовали методы анализа in vitro и in silico канонических и полногеномных единичных нуклеотидных полиморфизмов (SNP), областей генома с вариабельным числом тандемных повторов (VNTR). Результаты и обсуждение. У ряда штаммов B. anthracis главной генетической линии B в пределах гомологичных генов трицистронного оперона gerH, кодирующего белки, связанные прорастанием спор, имеются делеции и (или) замены единичных нуклеотидов. гены gerA оперона содержат VNTR-локус Bams34, размеры генов у разных штаммов варьируют из-за разного числа тандемных повторов и наличия инделов, что предполагает вариабельность белков GerA прорастания спор. в области отжига обратного праймера у части из них имеются SNP или делеция, что делает невозможной пцр-амплификацию локуса Bams34. идентифицированы не описанные VNTR-локус, SNP и индел в последовательностях плазмид pXO1 и pXO2, а также SNP в хромосомном гене транспортера глицерол-3-фосфата. сконструированы две пары пцр-праймеров к плазмидным областям, содержащим инделы. VNTR-локус, SNP и инделы в последовательностях плазмид pXO1 и pXO2 пригодны в качестве генетических маркеров для дифференциации типичных вирулентных диплазмидных штаммов по принадлежности к основным генетическим линиям B. anthracis A, B и C. Аллель T SNP в пределах хромосомного гена glpT является специфичной для одного из двух штаммов, выделенных в ходе одной вспышки сибирской язвы, и отличает его от всех других штаммов B. anthracis.

Об авторах

Е. И. Еременко
Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт
Россия

355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15.



А. Г. Рязанова
Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт
Россия

355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15.



С. В. Писаренко
Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт
Россия

355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15.



Н. П. Буравцева
Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт
Россия

355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15.



Г. А. Печковский
Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт
Россия

355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15.



Л. Ю. Аксенова
Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт
Россия

355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15.



О. В. Семенова
Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт
Россия

355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15.



Н. Г. Варфоломеева
Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт
Россия

355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15.



Т. М. Головинская
Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт
Россия

355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15.



Д. К. Чмеренко
Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт
Россия

355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15.



Д. А. Ковалев
Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт
Россия

355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15.



А. М. Жиров
Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт
Россия

355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15.



Н. А. Шапаков
Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт
Россия

355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15.



А. Н. Куличенко
Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт
Россия

355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15.



Список литературы

1. Keim P., Price L.B., Klevytska A.M., Smith K.L., Schupp J.M., Okinaka R., Jackson P.J., Hugh-Jones M.E. Multiple-Locus Variable-Number Tandem Repeat Analysis Reveals Genetic Relationships within Bacillus anthracis. J. Bacteriol. 2000; 182(10):2928-36. DOI: 10.1128/jb.182.10.2928-2936.2000.

2. Van Ert M.N., Easterday W.R., Huynh L.Y., Okinaka R.T., Hugh-Jones M.E., Ravel J., Zanecki S.R., Pearson T., Simonson T.S, U’Ren J.M., Kachur S.M., Leadem-Dougherty R.R., Rhoton S.D., Zinser G., Farlow J., Coker P.R., Smith K.L., Wang B., Kenefic L.J., Fraser-Liggett C.M., Wagner D.M., Keim P. Global Genetic Population Structure of Bacillus anthracis. PLoS One. 2007; 2(5):e461. DOI: 10.1371/journal.pone.0000461.

3. Gierczynski R., Jakubczak A., Jagielski M. Extended Multiple-Locus Variable Tandem-Repeat Analysis of Bacillus an¬thracis Strains Isolated in Poland. Pol. J. Microbiol. 2009; 58(1):3—7. PMID: 19469279.

4. Okutani A., Sekizuka T., Boldbaatar B., Yamada A., Kuroda M., Inoue S. Phylogenetic Typing of Bacillus anthracis Isolated in Japan by Multiple LocusVariable-Number Tandem Repeats and the Comprehensive Single Nucleotide Polymorphism. J. Vet. Med. Sci. 2010; 72(1):93-7. DOI: 10.1292/jvms.09-0213.

5. Antwerpen M., Ilin D., Georgieva E., Meyer H., Savov E., Frangoulidis D. MLVA and SNP analysis identified a unique genetic cluster in Bulgarian Bacillus anthracis strains. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 2011; 30(7):923-30. DOI: 10.1007/s10096-011-1177-2.

6. Jung K.H., Kim S.H., Kim S.K., Cho S.Y., Chai J.C., Lee Y.S., Kim J.C., Kim S.J., Oh H.B., Chai Y.G. Genetic populations of Bacillus anthracis isolates from Korea. J. Vet. Sci. 2012; 13(4):385— 93. DOI: 10.4142/jvs.2012.13.4.385.

7. Eremenko E.I., Ryazanova A.G., Tsygankova O.I., Tsygankova E.A., Buravtseva N.P., Kulitchenko A.N. Genotype Diversity of Bacillus anthracis Strains Isolated from the Caucasus Region. Mol. Genet. Microbiol. Virol. 2012; 27(2):74—8. DOI: 10.3103/S0891416812020024.

8. Beyer W., Bellan S., Eberle G., Ganz H.H., Getz W.M., Haumacher R., Hilss K.A., Kilian W., Lazak J., Turner W. C., Turnbul P.C.B. Distribution and Molecular Evolution of Bacillus anthracis Genotypes in Namibia. PLoS Negl. Trop. Dis. 2012; 6(3):e1534. DOI: 10.1371/journal.pntd.0001534.

9. Vergnaud G., Girault G., Thierry S., Pourcel C., Madam N., Blouin Y. Comparison of French and Worldwide Bacillus anthracis Strains Favors a Recent, Post-Columbian Origin of the Predominant North-American Clade. PLoS One. 2016; 11(2):e0146216. DOI: 10.1371/journal.pone.0146216.

10. Derzelle S., Thierry S. Genetic Diversity of Bacillus anthracis in Europe: Genotyping Methods in Forensic and Epidemiologic Investigations. Biosecurity and Bioterrorism: Biodefense Strategy, Practice, and Science. 2013; 11(1):166-76. DOI: 10.1089/bsp.2013.0003.

11. Aikembayev A. M., Lukhnova L., Temiraliyeva G., Meka-Mechenko T., Pazylov Y, Zakaryan S., Denissov G., Easterday W. R., Van Ert M. N.,Keim P, Francesconi S. C., Blackburn J. K., Hugh-Jones M., Hadfield T. Historical Distribution and Molecular Diversity of Bacillus anthracis, Kazakhstan. Emerg. Infect. Dis. 2010; 16(5):789-96. DOI: 10.3201/eid1605.091427.

12. Durmaz R., Doganay M., Sahin M., Percin D., Karahocagil M.K., Kayabas U., Otlu B., Karagoz A., Buyuk F., Celebi O., Ozturk Z., Ertek M. Anthrax Study Group. Molecular epidemiology of the Bacillus anthracis isolates collected throughout Turkey from 1983 to 2011. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 2012; 31(10):2783—90. DOI: 10.1007/s10096-012-1628-4.

13. Okutani A., Tungalag H., Boldbaatar B., Yamada A., Tserennorov D., Otgonchimeg I., Erdenebat A., Otgonbaatar D., Inoue S. Molecular Epidemiological Study of Bacillus anthracis Isolated in Mongolia by Multiple-Locus Variable-Number Tandem-Repeat Analysis for 8 Loci (MLVA-8). Jpn J. Infect. Dis. 2011; 64:345—8. PMID: 21788715.

14. Еременко Е.И., Писаренко С.В., Аксенова Л.Ю., Рязанова А.Г., Жиров А.М., Семенова О.В., Бобрышева О.В., Ковалев Д.А., Куличенко А.Н. Филогенетика, эволюция и филогеография Bacillus anthracis. Бактериология. 2018; 3(2):57-63.

15. Куличенко А.Н., Еременко Е.И., Рязанова А.Г., Аксенова Л.Ю., Ковалев Д.А., Иисаренко С.В., Варфоломеева Н.Е, Жиров А.М., Волынкина А.С., Буравцева Н.И., Головинская Т.М., Котенева Е.А., Цыганкова О.И., Дятлов И.А., Тимофеев В.С., Богун А.Г., Бахтеева И.В., Кисличкина А.А., Миронова Р.И., Титарева ГМ., Скрябин Ю.И., Селянинов Ю.О., Егорова И.Ю., Колбасов Д.В. Биологические свойства и молекулярно-генетическая характеристика штаммов Bacillus anthracis, выделенных во время вспышки сибирской язвы в Ямало-Ненецком автономном округе в 2016 г. Проблемы особо опасных инфекций. 2017; 1:94-9. DOI: 10.21055/0370-1069-2017-1-94-99.

16. Pilo P., Frey J. Pathogenicity, population genetics and dissemination of Bacillus anthracis. Infect. Genet. Evol. 2018; 64:115¬25. DOI: 10.1016/j.meegid.2018.06.024.

17. Sahl J.W., Pearson T., Okinaka R., Schupp J.M., Gillece J.D., Heaton H., Birdsell D., Hepp C., Fofanov V, Noseda R., Fasanella A., Hoffmaster A., Wagner DM., Keim P. A Bacillus anthracis genome sequence from the Sverdlovsk 1979 autopsy specimens. mBio. 2016; 7(5):e01501-16. DOI: 10.1128/mBio.01501-16.

18. Van Ert M.N., Easterday W. R., Simonson T.S., U’Ren J.M., Pearson T., Kenefic L.J., Busch J.D., Huynh L.Y, Dukerich M., Trim C.B., Beaudry J., Welty-Bernard A., Read T., Fraser C.M., Ravel J., Keim P. Strain-Specific Single-Nucleotide Polymorphism Assays for the Bacillus anthracis Ames Strain. J. Clin. Microbiol. 2007; 45(1):47-53. DOI: 10.1128/JCM.01233-06.

19. Beyer W., Bellan S., Eberle G., Ganz H.H., Getz W.M., Haumacher R., Hilss K.A., Kilian W., Lazak J., Turner W. C., Turnbull P.C. Distribution and Molecular Evolution of Bacillus anthracis Genotypes in Namibia. PLoS Negl. Trop. Dis. 2012; 6(3):e1534. DOI: 10.1371/journal.pntd.0001534.

20. Thierry S., Tourterel C., Le Fleche P., Derzelle S., Dekhil N., Mendy C., Colaneri C., Vergnaud G., Madani N. Genotyping of French Bacillus anthracis strains based on 31-loci multi locus VNTR analysis: epidemiology, marker evaluation, and update of the internet genotype database. PLoS One. 2014; 9(6):e95131. DOI: 10.1371/journal.pone.0095131.


Для цитирования:


Еременко Е.И., Рязанова А.Г., Писаренко С.В., Буравцева Н.П., Печковский Г.А., Аксенова Л.Ю., Семенова О.В., Варфоломеева Н.Г., Головинская Т.М., Чмеренко Д.К., Ковалев Д.А., Жиров А.М., Шапаков Н.А., Куличенко А.Н. Новые генетические маркеры для молекулярного типирования штаммов Bacillus anthracis. Проблемы особо опасных инфекций. 2019;(3):43-50. https://doi.org/10.21055/0370-1069-2019-3-43-50

For citation:


Eremenko E.I., Ryazanova A.G., Pisarenko S.V., Buravtseva N.P., Pechkovsky G.A., Aksenova L.Y., Semenova O.V., Varfolomeeva N.G., Golovinskaya T.M., Chmerenko D.K., Kovalev D.A., Zhirov A.M., Shapakov N.A., Kulichenko A.N. New Genetic Markers for Molecular Typing of Bacillus anthracis Strains. Problems of Particularly Dangerous Infections. 2019;(3):43-50. (In Russ.) https://doi.org/10.21055/0370-1069-2019-3-43-50

Просмотров: 58


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


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