Структурные и функциональные изменения генома авирулентных штаммов Vibrio cholerae биовара Эль Top ctxA+tcpA+

Аннотация:

Введение. Разнообразие вирулентных свойств различных штаммов возбудителя холеры, способного существовать в организме человека и водной среде, определяется большой вариабельностью его генома. Однако механизм возникновения штаммов V. cholerae 01 биовара Эль Тор с измененной вирулентностью остается недостаточно изученным. Материал и методы. Исследован 21 штамм V. cholerae 01 биовара Эль Тор. Для изучения их свойств использовали белковый электрофорез, иммуноферментный метод (GMrELISA), полногеномное секвенирование, геномный анализ и SNP-типирование. Вирулентность штаммов оценивали путем внутрикишечного заражения модельных животных. Результаты. Обнаружено, что в геноме выделенных из водной среды авирулентных штаммов V. cholerae 01 биовара Эль Тор присутствуют профаг СТХф и остров патогенности VPI-1, содержащие гены ctxAB и tcpA-F соответственно, которые кодируют ключевые факторы патогенности — холерный токсин и токсин-корегулируемые пили. Сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей геномов этих мобильных элементов 2 авирулентных штаммов (89 и 147) с генотипом ctxA*tcpA* и 5 клинических вирулентных изолятов с тем же генотипом не выявил отличий между ними. Вместе с тем у авирулентных штаммов ctxA+tcpA* впервые обнаружено изменение нуклеотидной последовательности глобального регуля-торного гена toxR, расположенного в коровой части генома, — делеиия одного нуклеотида (Т в позиции 357), что привело к образованию стоп-кодона TGA. Следствие такой мутации — образование дефектного трансмембранного ЛНК-связыва-юшего белка ToxR, осуществляющего позитивный контроль экспрессии основного регуляторного гена вирулентности toxT, за счет утраты 176 аминокислот. Показано, что потеря функции белка ToxR привела к существенному снижению уровня мРНК основных регуляторных (toxR, toxT) и структурных (ctxA, ctxB, tcpA) генов вирулентности изученных штаммов. В результате экспрессия генов холерного токсина у мутантных штаммов 89 и 147 была снижена более чем в 20 раз по сравнению с вирулентными штаммами. Проведен SNP-анализ полногеномных последовательностей штаммов 89 и 147, а также 19 вирулентных штаммов, включая разные геноварианты возбудителя, для выяснения их филогенетических связей. Заключение. Выявлен новый механизм изменения вирулентности холерных вибрионов. У авирулен.тЯых штаммов с генотипом ctxA*tcpA* обнаружено изменение нуклеотидной последовательности глобального регуляторного гена fox/?. Следствие такой мутации — образование дефектного трансмембранного ДНК-связываюшего белка ToxR, что привело к резкому снижению продукции токсина, необходимого для развития инфекционного процесса при холере. Ключевые слова: возбулитель холеры, вирулентность, вариабельность генома, регуляторные и структурные гены, мутации.

Авторы:

Издание: Молекулярная генетика ,микробиология и вирусология
Год издания: 2020
Объем: 12с.
Дополнительная информация: 2020.-N 3.-С.108-119. Библ. 24 назв.
Просмотров: 19