Анализ стабильности генотипа Vibrio cholerae в условиях низкой температуры и дефицита питательных веществ

Цель работы. Экспериментальное исследование влияния низкой температуры и дефицита питательных веществ на стабильность комплекса генетических локусов Vibrio cholerae Еltor.

Материалы и методы. В экспериментальных микрокосмах исследовалась стабильность комплекса генетических локусов (основные гены патогенности; участки генома, содержащие вариабельные тандемные повторы и сайты узнавания редкощепящих рестриктаз, определяющие VNTR- и PFGE-профиль изолятов соответственно; гены жизнеобеспечения холерного вибриона) четырех штаммов Vibrio cholerae Еltor на разных этапах инкубации.

Результаты и выводы. Установлено, что при культивировании исследуемых штаммов в условиях дефицита питательных веществ и низкой температуры произошло формирование клонов с измененным VNTR- и PFGE-профилями, частота обнаружения которых составила 4–8·10–2. Изменений в структуре генов «домашнего хозяйства» и утраты генов патогенности в составе мобильных генетических элементов не выявлено. Результаты исследования доказывают вероятность изменения анализируемых локусов генома V. cholerae в период пребывания микроорганизма в неблагоприятных условиях среды, что следует принимать во внимание при интерпретации результатов молекулярного типирования.

1. Бельский В.А., Калуцкий П.В., Киселева В .В., Шаталова Е.В., Закарян Л.М. Гетерогенность микробных популяций. М.: Медицинское информационное агентство; 2008. 160 с.

2. Водопьянов А.С., Водопьянов С.О., Мишанькин М.Б., Сучков И.Ю., Мишанькин Б.Н. Вариабельные тандемные повторы, выявленные при компьютерном анализе генома Vibrio cholerae. Биотехнология. 2001; 6:85–8.

3. Красильников А.П., Романовская Т.Р. Микробиологический словарь-справочник. Минск: Асар; 1999. 397 с.

4. Кульшань Т.В., Топорков А.В., Смирнова Н.И. Генетические изменения вирулентных штаммов холерных вибрионов биовара Эльтор при их обитании в водной среде. Пробл. особо опасных инф. 2006; 1(91):41–4.

5. Кульшань Т.В., Заднова С.П., Челдышова Н.Б., Смирнова Н.И. Оценка функциональных особенностей и стрессоустойчивости изогенных токсигенных и нетоксигенных штаммов Vibrio cholerae биовара эльтор. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2015; 3:11–7.

6. Миронова Л.В., Балахонов С.В., Урбанович Л.Я., Кожевникова А.С., Половинкина В.С., Куликалова Е.С., Афанасьев М.В. Молекулярно-генетический анализ заносных эпидемически опасных штаммов Vibrio cholerae eltor, изолированных в Сибирском и Дальневосточном регионах России. Мол. генет., микробиол. и вирусол. 2012; 2:13–20.

7. Миронова Л.В., Афанасьев М.В., Басов Е.А., Урбанович Л.Я., Балахонов С.В. Ретроспективный макрорестрикционный анализ штаммов Vibrio cholerae eltor, изолированных при эпидемических осложнениях на Дальнем Востоке России. Мол. генет., микробиол. и вирусол. 2014; 2:29–36.

8. Равин Н.В., Шестаков С.В. Геном прокариот. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013; 17(4/2):972–84.

9. Смирнов Г.Б. Механизмы приобретения и потери генетической информации бактериальными геномами. Усп. современной биол. 2008; 128(1):52–76.

10. Andersson D.I., Hughes D. Gene Amplification and Adaptive Evolution in Bacteria. Annu. Rev. Genet. 2009; 43:167–95. DOI: 10.1146/annurev-genet-102108-134805.

11. Barua H., Lindblom I.L., Bisgaard M., Сhristensen J.P., Olsen R.H., Christensen H. In vitro and in vivo investigation on genomic stability of Salmonella enterica Typhimurium DT41 obtained from broiler breeders in Denmark. Vet. Microbiol. 2013; 166:607–16. DOI: 10.1016/j.vetmic.2013.06.035.

12. Jubair M., Morris J.G. Jr., Ali A. Survival of Vibrio cholerae in nutrient-poor environments is associated with a novel «persister » phenotype. PLoS One. 2012;7(9). DOI: 10.1371/journal. pone.0045187.

13. Kendall E.A., Chowdhury F., Begum Y., Khan A.I., Li S., Thierer J.H., Bailey J., Kreisel K., Tacket C.O., LaRocque R.C., Harris J.B., Ryan E.T., Qadri F., Calderwood S.B., Stine O.C. Relatedness of Vibrio cholerae O1/O139 isolates from patients and their household contacts, determined by multilocus variable-number tandem-repeat analysis. J. Bacteriol. 2010; 192(17):4367–76. DOI: 10.1128/JB.00698-10.

14. O’Sullivan M.V.N., Sintchenko V., Gilbert G.L. Quantitative Estimation of the Stability of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Strain-Typing Systems by Use of Kaplan-Meier Survival Analysis. J. Clin. Microbiol. 2013; 51(1):112–16. DOI: 10.1128/ JCM.01406-12.

15. Talkington D., Bopp C., Tarr C., Parsons M.B., Dahourou G., Freeman M., Joyce K., Turnsek M., Garrett N., Humphrys M., Gomez G., Stroika S., Boncy J., Ochieng B., Oundo J., Klena J., Smith A., Keddy K., Gerner-Smidt P. Characterization of toxigenic Vibrio cholerae from Haiti, 2010–2011. Emerg. Infect. Dis. 2011; 17(11):2122–9. DOI: 10.3201/eid1711.110805.