Филогенетический анализ штаммов Yersinia pestis средневекового биовара из природных очагов чумы Российской Федерации и сопредельных стран

Цель исследования - филогенетический анализ штаммов Yersinia pestis средневекового биовара из очагов чумы в России и сопредельных странах с помощью SNP-анализа полногеномных последовательностей этих штаммов. Материалы и методы. Проведено секвенирование геномов 14 штаммов Y. pestis средневекового биовара из 13 природных очагов чумы России и стран ближнего зарубежья и их сравнение с 9 штаммами этого биовара из базы данных NCBI GenBank. С помощью программ Wombac 2.0 и Bionumerics 7.1 выявлено наличие 1875 коровых SNPs, на основе которых построена дендрограмма филогенетических связей средневековых штаммов. Результаты и выводы. По данным полногеномного SNP-анализа установлено, что штаммы Y. pestis средневекового биовара из очагов чумы в России и стран ближнего зарубежья относятся к филогенетической линии 2.MED1 и делятся на две основные эволюционные ветви, первая из которых включает штаммы из регионов Кавказа и Прикаспия, а вторая - из Средней Азии и Китая. Полученные данные могут быть использованы для разработки молекулярно-генетических способов дифференциации штаммов Y. pestis средневекового биовара.

возбудитель чумы, штаммы средневекового биовара, филогенетический анализ, plague agent, strains of medieval biovar, phylogenetic analysis

1. Бобров А.Г., Филиппов А.А. Распространенность IS285 и IS100 в геномах Yersinia pestis и Yersinia pseudotuberculosis. Мол. генет., микробиол. и вирусол. 1997; 2:36-40.

2. Домарадский И.В. Чума. М.: Медицина; 1998. 176 с.

3. Ерошенко Г.А., Павлова А.И., Куклева Л.М., Шавина Н.Ю., Кутырев В.В. Генотипирование штаммов Yersinia pestis на основе вариабельности генов биосинтеза рРНК. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2007; 3:6-10.

4. Павлова А.И., Одиноков Г.Н., Куклева Л.М., Шавина Н.Ю., Краснов Я.М., Ерошенко Г.А., Кутырев В.В. Анализ генетической изменчивости штаммов Yersinia pestis средневекового биовара из природных очагов чумы России и Монголии. Пробл. особо опасных инф. 2012; 4(114):49-53.

5. Попов Ю.А., Савостина Е.П., Каштанова Т.Н., Яшечкин Ю.И. Анализ геномного полиморфизма типовых и атипичных штаммов возбудителя чумы с использованием полимеразной цепной реакции с универсальными праймерами. Мол. генет., микробиол. и вирусол. 2004; 1:22-6.

6. Одиноков Г.Н., Ерошенко Г.А., Краснов Я.М., Куклева Л.М., Черкасов А.В., Шавина Н.Ю., Кутырев В.В. Анализ полногеномной последовательности штаммов Yersinia pestis на основе ступенчатого 680-SNP алгоритма. Пробл. особо опасных инф. 2013; 3:49-54.

7. Супотницкий М.В., Супотницкая Н.С. Очерки истории чумы. М.: Вузовская книга; 2006. 468 с.

8. Сучков И.Ю., Водопьянов А.С., Водопьянов С.О., Шишняну М.В., Мишанькин Б.Н. Мультилокусный VNTR-анализ в изучении популяционной структуры Yersinia pestis в природных очагах. Мол. генет., микробиол. и вирусол. 2004;4:19-23.

9. Achtman M., Zurth K., Morelli G., Torrea G., Guiyoule A., Carniel E. Yersinia pestis, the cause of plague, is a recently emerged clone of Yersinia pseudotuberculosis. Proc. Natl. Acad. Sci USA. 1999; 96:14043-48.

10. Cui Y., Yu C., Yan Y., Li D., Li Y., Jombart T., Weinert L.A., Wang Z., Guo Z., Xu L., Zhang Y., Zheng H., Qin N., Xiao X., Wu M., Wang X., Zhou D., Qi Z., Du Z., Wu H., Yang X., Cao H., Wang H., Wang J., Yao S., Rakin A., Li Y., Falush D., Balloux F., Achtman M., Song Y., Wang J., Yang R. Historical variation in mutational rate in an epidemic pathogen Yersinia pestis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2013; 110(2):577-82. DOI: 10.1073/pnas.1205750110.

11. Kotetishvili M., Kreger A., Wauters G.J., Morris J.G., Sulakvelidze A., Stine O.C. Multilocus sequence typing for studying genetic relationships among Yersinia species. J. Clin. Microbiol. 2005; 43:2674-24. DOI: 10.1128/JCM.43.6.2674-2684.2005.

12. Li Y., Cui Y., Hauck Y., Platonov M.E, Dai E., Song Y., Guo Z., Pourcel C., Dentovskaya S., Anisimov A.P., Yang R., Vergnaud G. Genotyping and phylogenetic analysis of Yersinia pestis by MLVA: insights into the worldwide expansion of Central Asia plague foci. PLoS ONE. 2009; 4(6):e6000. DOI: 10.1371/journal.pone.0006000.

13. Morelli G., Song Y., Mazzoni C.J., Eppinger M., Roumagnac P., Wagner D.M., Feldkamp M., Kusecek B., Vogler A.J., Li Y., Cui Y., Thomson N.R., Jombart T., Leblois R., Lichtner P., Rahalison L., Petersen J.M., Balloux F., Keim P., Wirth T., Ravel J., Yang R., Carniel E., Achtman M. Yersinia pestis genome sequencing identifies patterns of global phylogenetic diversity. Nat. Genet. 2010; 42(12):1140-3. DOI: 10.1038/ng.705.