INDEL-типирование штаммов Yersinia pseudotuberculosis

Цель исследования – разработка нового способа внутривидовой генетической дифференциации Yersinia pseudotuberculosis, основанного на выявлении INDEL-маркеров с помощью ПЦР . Материалы и методы. Проведен анализ 308 штаммов из базы данных NCBI и 15 штаммов, секвенированных в настоящем исследовании. Определение нуклеотидных последовательностей штаммов осуществили при использовании технологической платформы MiSeq. Анализ геномов секвенированных штаммов, а также геномов из базы данных NCBI выполнили с помощью ПЦР in silico с 7 парами сконструированных праймеров. Результаты и обсуждение. В результате сравнения с помощью авторского программного обеспечения (GenExpert) полногеномных последовательностей 22 штаммов Y. pseudotuberculosis из базы данных NCBI отобрано 7 INDEL-маркеров, позволяющих эффективно различать штаммы возбудителя псевдотуберкулеза. На основе этих маркеров сконструированы и синтезированы 7 пар праймеров для анализа разных штаммов с помощью ПЦР . Анализ 323 штаммов в ПЦР in silico и 70 штаммов в ПЦР in vitro позволил разделить их на 30 генетических групп. Сопоставление результатов ПЦР in silico и in vitro подтвердило возможность использования предложенных праймеров для внутривидовой дифференциации Y. pseudotuberculosis. На основе полученных данных построена дендрограмма, отражающая филогенетические связи разных штаммов Y. pseudotuberculosis. Выявлен ряд закономерностей при анализе распределения штаммов Y. pseudotuberculosis по различным кластерам и генетическим группам. Показано, что предложенный способ INDEL-типирования может быть использован для внутривидовой генетической дифференциации возбудителя псевдотуберкулеза.

1. European Food Safety Authority, European Centre for Disease Prevention and Control. The European Union summary report on trends and sources of zoonoses, zoonotic agents and foodborne outbreaks in 2015. EFSA J. 2016; 14(12):4634. DOI: 10.2903/j.efsa.2016.4634.

2. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2020 году: Государственный доклад. М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека; 2021. 256 с.

3. Воскресенская Е.А., Бургасова О.А. Методы генетического типирования Yersinia pseudotuberculosis. Инфекционные болезни. 2011; 9(2):81–8.

4. Каримова Т.В., Климов В.Т., Чеснокова М.В. Молекулярно-биологическая характеристика Yersinia pseudotuberculosis и Yersinia enterocolitica, выделенных в Сибири и на Дальнем Востоке. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2016; 1(3-1):60–4.

5. Voskressenskaya E., Leclercq A., Tseneva G., Carniel E. Evaluation of ribotyping as a tool for molecular typing of Yersinia pseudotuberculosis strains of worldwide origin. J. Clin. Microbiol. 2005; 43(12):6155–60. DOI: 10.1128/JCM.43.12.6155-6160.2005.

6. Torrea G., Chenal-Francisque V., Leclercq A., Carniel E. Efficient tracing of global isolates of Yersinia pestis by restriction fragment length polymorphism analysis using three insertion sequences as probes. J. Clin. Microbiol. 2006; 44(6):2084–92. DOI: 10.1128/JCM.02618-05.

7. Voskresenskaya E., Savin C., Leclercq A., Tseneva G., Carniel E. Typing and clustering of Yersinia pseudotuberculosis isolates by restriction fragment length polymorphism analysis using insertion sequences. J. Clin. Microbiol. 2014; 52(6):1978–89. DOI: 10.1128/JCM.00397-14.

8. Halkilahti J., Haukka K., Siitonen A. Genotyping of outbreak-associated and sporadic Yersinia pseudotuberculosis strains by novel multilocus variable-number tandem repeat analysis (MLVA). J. Microbiol. Methods. 2013; 95(2):245–50. DOI: 10.1016/j.mimet.2013.09.007.

9. Евсеева В.В., Платонов М.Е., Дентовская С.В., Анисимов А.П. Типирование Yersinia pseudotuberculosis с помощью мультилокусного анализа вариабельного числа тандемных повторов. Проблемы особо опасных инфекций. 2015; 4:55–7. DOI: 10.21055/0370-1069-2015-4-55-57.

10. Zhgenti E., Hu P., Chanturia G., Tsereteli D., Kekelidze M., Chubinidze S., Zangaladze E., Imnadze P., Andersen G., Torok T. Investigation of Yersinia pestis and Yersinia pseudotuberculosis strains from Georgia and neighboring countries in the Caucasus by high-density SNP microarray. Arch. Microbiol. 2018; 200(9):1345–55. DOI: 10.1007/s00203-018-1545-8.

11. Джапарова А.К., Ерошенко Г.А., Никифоров К.А., Куклева Л.М., Альхова Ж.В., Бердиев С.К., Кутырев В.В. Характеристика и филогенетический анализ штаммов Yersinia pseudotuberculosis из Сарыджазского высокогорного очага в Тянь-Шане. Проблемы особо опасных инфекций. 2021; 2:87–93. DOI: 10.21055/0370-1069-2021-2-87-93.

12. Seecharran T., Kalin-Manttari L., Koskela K., Nikkari S., Dickins B., Corander J., Skurnik M., McNally A. Phylogeographic separation and formation of sexually discrete lineages in a global population of Yersinia pseudotuberculosis. Microb. Genom. 2017; 3(10):e000133. DOI: 10.1099/mgen.0.000133.

13. Перетолчина Н.П., Климов В.Т., Воскресенская Е.А., Кокорина Г.И., Богумильчик Е.А., Трухачев А.Л., Игумнова С.В., Джиоев Ю.П., Злобин В.И. Локусный состав CRISPR-CAS системы Yersinia pseudotuberculosis различных генетических вариантов. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2020; 19(2):31–9. DOI: 10.31631/2073-3046-2020-19-2-31-39.

14. Hall M., Chattaway M.A., Reuter S., Savin C., Strauch E., Carniel E., Connor T., Van Damme I., Rajakaruna L., Rajendram D., Jenkins C., Thomson N.R., McNally A. Use of whole-genus genome sequence data to develop a multilocus sequence typing tool that accurately identifies Yersinia isolates to the species and subspecies levels. J. Clin. Microbiol. 2015; 53(1):35–42. DOI: 10.1128/JCM.02395-14.

15. Duan R., Liang J., Shi G., Cui Z., Hai R., Wang P., Xiao Y., Li K., Qiu H., Gu W., Du X., Jing H., Wang X. Homology analysis of pathogenic Yersinia species Yersinia enterocolitica, Yersinia pseudotuberculosis, and Yersinia pestis based on multilocus sequence typing. J. Clin. Microbiol. 2014; 52(1):20–9. DOI: 10.1128/JCM.02185-13.