Сравнительные протеомные профили типичного штамма и генетически измененного варианта Vibrio cholerae О1 серогруппы биовара Эль Тор

Цель работы – выявление различий в продукции белков у типичного штамма и генетически измененного варианта V. cholerae O1 биовара Эль Тор.

Материалы и методы. В качестве модельных использовали природные штаммы М1062 (Астрахань, 1970 г.) и М1509 (Москва, 2012 г.). Штаммы культивировали на агаре Луриа-Бертани при температуре 37 °C. Электрофорез проводили по методу W.K. Laemmli (1970 г.), масс-спектрометрическое профилирование – согласно методу, описанному A. Shevchenko et al.

Результаты и обсуждение. Масс-спектрометрическое сканирование лизатов клеток исследуемых штаммов показало значительное сходство их протеомов (615 общих белков). Выявленные различия касались повышенной экспрессии у штамма М1062 белков, которые участвуют в биосинтезе ДНК /РНК , входящих в группу «пурины, пиримидины, нуклеозиды», а также регуляторных белков. У штамма М1509 увеличен биосинтез белков, ответственных за патогенез, адаптацию при действии неблагоприятных факторов внешней среды, входящих в группу «кофакторы, витамины, пигменты», участвующих в липидном, углеводном, белковом обменах, клеточных процессах, и белков-транспортеров. Высказано предположение, что широкое распространение геновариантов Эль Тор, возможно, обусловлено повышением патогенных и адаптивных свойств, а также существенной перестройкой метаболизма клеток.

1. 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):3296–9. doi : 10.1128/JCM.40.9.3296-3299.2002.

2. Safa A., Nair G.B., Kong R.Y. Evolution of new variants of Vibrio cholerae O1. Trends Microbiol. 2010; 18(1):46–54. doi: 10.1016/j.tim.2009.10.003.

3. Grim C.J., Hasan N.A., Taviani E., Haley B., Chun J., Brettin T.S., Bruce D.C., Detter J.C., Han C.S., Chertkov O., Challacombe J., Huq A., Nair G.B., Colwell R.R. Genome sequence of hybrid Vibrio cholerae O1 MJ-1236, B33 and CIRS101 and comparative genomics with V. cholerae. J. Bacteriol. 2010; 192:3524–33. DOI: 10.1128/JB.00040-10.

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

5. Satchell K.J., Jones C.J., Wong J., Queen J., Agarwal S., Yildiz F.H. Phenotypic analysis reveals that the 2010 Haiti cholera epidemic is linked to a hypervirulent strain. Infect. Immun. 2016; 84(9):2473–81. DOI: 10.1128/IAI.00189-16.

6. Смирнова Н.И., Агафонов Д.А., Кульшань Т.А., Краснов Я.М., Кутырев В.В. Микроэволюция возбудителя холеры в современный период. Вестник Российской академии медицинских наук. 2014; 69(7–8):46–53. DOI: 10.15690/vramn.v69i7-8.1109.

7. Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970; 227(5259):680–5. DOI: 10.1038/227680a0.

8. Shevchenko A., Tomas H., Havlis J., Olsen J.V., Mann M. Ingel digestion for mass spectrometric characterization of proteins and proteomes. Nature Protocols. 2006; 1(6):2856–60. DOI: 10.1038/nprot.2006.468.

9. Заднова С.П., Крицкий А.А., Плеханов Н.А., Челдышова Н.Б., Смирнова Н.И. Сравнительный анализ адаптационных свойств типичных и генетически измененных штаммов Vibrio cholerae биовара El Tor. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2019; 2:25–30. DOI: 10.36233/0372-9311-2019-2-25-30.

10. Conner J.G., Teschler J.K., Jones C.J., Yildiz F.H. Staying alive: Vibrio cholerae’s cycle of environmental survival, transmission, and dissemination. Microbiol. Spectr. 2016; 4(2):VMBF-0015-2015. DOI: 10.1128/microbiolspec.VMBF-0015-2015.