Анализ полногеномной последовательности штаммов Yersinia pestis на основе ступенчатого 680-SNP алгоритма

Создана оптимизированная схема SNP анализа полногеномных последовательностей штаммов возбудителя чумы, основанная на ступенчатом алгоритме кластеризации отдельных внутривидовых групп Y. pestis. В схему включены 680 единичных полиморфных нуклеотидов (SNPs), использование которых позволяет не только кластеризовать близкородственные штаммы, но и отражать филогенетические связи между группами штаммов, а также определять порядок их дивергенции от общего ствола эволюции возбудителя чумы. На основе ступенчатого 680-SNP алгоритма проведен анализ полногеномных последовательностей штаммов Y. pestis C-627 из Центрально-Кавказского высокогорного очага (Россия), штамма 1454 из Алтайского горного очага (Россия), штамма 231 (708) из Аксайского высокогорного очага (Киргизия) и вакцинного штамма EV НИИЭГ, используемого для вакцинации людей от чумы в Российской Федерации и ряде других стран. Определены геномные варианты этих штаммов: 1.ORI3 (EV НИИЭГ), 2.MED0 (C-627), 0.ANT3 (231(708)), 0.ANT4 (1454) и их положение в схеме мирового разнообразия Y. pestis . Доказано отсутствие в полногеномной последовательности вакцинного штамма EV НИИЭГ хромосомной области пигментации, что подтверждает безопасность его использования для специфической профилактики чумы.

возбудитель чумы, полногеномное секвенирование, SNP, очаги чумы России и сопредельных стран, plague agent, genome wide sequencing, SNP, plague foci in the territory of Russia and bordering countries

1. Балахонов С.В., Афанасьев М.В., Шестопалов М.Ю., Остяк А.С., Витязева С.А., Корзун В.М., Вержуцкий Д.Б., Михайлов Е.П., Мищенко А.И., Денисов А.В., Ивженко Н.И., Рождественский Е.Н., Висков Е.Н., Фомина Л.А. Первый случай выделения Yersinia pestis subsp. pestis в Алтайском горном природном очаге чумы. Сообщение I. Микробиологическая характеристика, молекулярно-генетическая и масс-спектрометрическая идентификация изолята. Пробл. особо опасных инф. 2013; 1:60–5.

2. Ерошенко Г.А., Одиноков Г.Н., Куклева Л.М., Кутырев В.В. Генетический анализ биохимических различий штаммов Yersinia pestis. Журн. микробиол. эпидемиол. и иммунобиол. 2012; 3:90–5.

3. Ерошенко Г.А., Одиноков Г.Н., Куклева Л.М., Шавина Н.Ю., Краснов Я.М., Гусева Н.П., Кутырев В.В. Вариабельные локусы генов napA, aspA, rhaS, zwf и tcaB как эффективные ДНК-мишени для генотипирования штаммов Yersinia pestis. Пробл. особо опасных инф. 2010; 2(104):57–9.

4. Куклева Л.М., Ерошенко Г.А., Куклев В.Е., Краснов Я.М., Гусева Н.П., Одиноков Г.Н., Кутырев В.В. Сравнение полной нуклеотидной последовательности гена rhaS у штаммов возбудителя чумы основного и неосновных подвидов. Пробл. особо опасных инф. 2008; 3(97):38–42.

5. Кутырев В.В., Проценко О.А. Классификация и молекулярно-генетические исследования Yersinia pestis. Пробл. особо опасных инф. 1998; (78):11–2.

6. Одиноков Г.Н., Ерошенко Г.А., Видяева Н.А., Краснов Я.М., Гусева Н.П., Кутырев В.В. Структурно-функциональный анализ генов nap оперона у Yersinia pestis разных подвидов. Пробл. особо опасных инф. 2008; 4(98):40–2.

7. Одиноков Г.Н., Ерошенко Г.А., Куклева Л.М., Шавина Н.Ю., Краснов Я.М., Кутырев В.В. Определение генетических основ ауксотрофности штаммов Yersinia pestis кавказского подвида. Генетика. 2012; 48(4):376–82.

8. Онищенко Г.Г., Кутырев В.В., редакторы. Природные очаги чумы Кавказа, Прикаспия, Средней Азии и Сибири. М.: Медицина; 2004. 192 с.

9. Eppinger M., Worsham P.L., Nikolich M.P., Riley D.R., Sebastian Y., Mou S., Achtman M., Lindler L.E., Ravel J. Genome sequence of the deep-rooted Yersinia pestis strain Angola reveals new insights into the evolution and pangenome of the plague bacterium. J. Bacteriol. 2010; 192(6):1685–99.

10. Li Y., Cui Y., Hauck Y., Platonov M.E., Dai E., Song Y., Guo Z., Pourcel C., Dentovskaya S.V., 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.

11. 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. Phylogenetic diversity and historical patterns of pandemic spread of Yersinia pestis. Nat Genet. 2010; 42(12):1140–3.

12. Zhou D., Tong Z., Song Y., Han Y., Pei D., Pang X., Zhai J., Li M., Cui B., Qi Z., Jin L., Dai R., Du Z., Wang J., Guo Z., Wang J., Huang P., Yang R. Genetics of metabolic variations between Yersinia pestis biovars and proposal of a new biovar, microtus. J. Bacteriol. 2004; 186:5147–62.