Диссертация (1145825), страница 11
Текст из файла (страница 11)
остров характеризуетсягетерогенностью. Гетерогенной является часть, ассоциированная с генами sspB1 иsspB1a [51]. В связи с тем, что была выдвинута гипотеза о том, что в составострова патогенности XII могут входить несколько мобильных генетических76элементов, был осуществлен сравнительный компьютерный анализ островапатогенности XII 9 штаммов, геномы которых имеются в базе данных NCBI, дляподтверждения данного предположения. В этот анализ также вошли штаммыNEM316 и 2603V/R.
Штамм 09mas018883 был выделен от коровы, штаммы2603V/R, A909 – от человека, штаммы ILRI005, ILRI112 – от верблюдов, штаммы2-22, SA20-06, GD201008-001 – от рыб. Сравнение осуществлялось с помощьюкомпьютерной программы Megablast. Результаты представлены на рисунке 21.Указывались только те гены, у которых была высокая степень гомологии. Нарисунке21чернымифигурнымистрелкамиизображеныгеныостровапатогенности XII в штамме NEM316, с которым сравнивали гены другихштаммов.
Прямоугольниками изображены гены других штаммов: 09mas018883 –красного цвета, 2603V/R – синего, ILRI005 – желтого, 2-22 – зеленого, SA20-06 –голубого, GD201008-001 – оранжевого, A909 – фиолетового, ILRI112 –коричневого. Во всех штаммах присутствовали гены gbs1296-gbs1299, gbs1374gbs1376. В штамме ILRI005 локализованы гомологи генов gbs1325, gbs1326,gbs1329, gbs1330 между генами gbs1299 и gbs1374, но также в данном участкегенома присутствовали и другие гены, обозначенные желтыми стрелками. Анализэтих генов не проводили, так как они не имели высокой степени гомологии сгенами острова патогенности XII. В геноме штамма 2-22 за геном gbs1299 быллокализован ген gbs1374, а в геномах штаммов SA20-064 и ILRI112 между этимигенами находились 2 других гена (обозначены голубыми и коричневымистрелками соответственно), которые не встречались в других штаммах. В геномештамме GD201008-001 за геном gbs1299 локализованы гомологи генов gbs1300 иgbs1301, а за ними – gbs1311-gbs1324, а за геном gbs1324 – ген gbs1374,кодирующий рибосомный белок.
Гены gbs1296- gbs1324 присутствовали в геномештамма A909, а за ними расположен ген gbs1374, как в штамме GD201008-001. Вгеноме штамма 09mas018883 обнаружены гомологи генов gbs1296-gbs1326,gbs1329, gbs1348, gbs1357, gbs1359, gbs1364, gbs1365, gbs1370, gbs1371, gbs1372,gbs1374-gbs1376, а между ними присутствовали гены, обозначенные краснымистрелками, которые имеют более низкую степень гомологии с генами штамма77NEM316.
В геноме штамма 2603V/R локализованы гены gbs1296-gbs1311. Геныgbs1313, gbs1326, gbs1348, gbs1352, gbs1357, gbs1363, gbs1370, gbs1371, gbs1374gbs1376 имели высокую степень гомологии с генами штамма NEM316, а междуними локализованы гены, обозначенные синими стрелками, которые не имеливысокой степени гомологии с генами штамма NEM316.Рисунок 21 – Организация острова патогенности XII у различных штаммов СГВВ геномах штаммов, выделенных от животных, отсутствовали гены scpB иlmb. Однако в геноме штамма GD201008-001 остались гомологи транспозаз,фланкирующие гены scpB и lmb в других штаммах. В штаммах, выделенных от78людей, эти гены присутствовали.
По результатам ПЦР ген транспозазы былобнаружен у всех штаммов. Компьютерный анализ подтверждает результатыПЦР,следовательно,геныgbs1296-gbs1311локализованынасложномтранспозоне. Гены области gbs1314-gbs1324 присутствовали как у штаммов,выделенных от человека, так и у штаммов от животных. По данным ПЦР эти геныбыли обнаружены не у всех штаммов, поэтому они не могут находиться насложном транспозоне.
В связи с тем, что за генами области gbs1314-gbs1324локализован ген рибосомного белка, можно заключить, что эти гены расположенына отдельном мобильном генетическом элементе. Гены области gbs1325-gbs1373присутствовали у некоторых штаммов, выделенных от человека, и животных ихарактеризовались гетерогенностью. Часть этих генов локализована на лактозномопероне Lac2. Отличия между генами оперона в разных штаммах объясняютсясуществованием двух видов лактозного оперона Lac2.В результате сопоставления данных компьютерного анализа с данными ПЦРможно сделать предположение о том, что в состав острова патогенности XIIвходит несколько обособленных генетических элементов.Дляопределениявозможногопроисхождениягеновостровабылосуществлен поиск гомологов генов острова патогенности в штаммах другихмикроорганизмов с помощью компьютерной программы BLAST.
Если гомологиясоставляла больше 80% при перекрытии больше 90%, то делалось заключение,что в данном штамме присутствует гомолог. Более низкой степенью гомологиипренебрегали. Гомологи генов острова были обнаружены у различных видов родаStreptococcus; гены лактозного оперона – у лактобацилл и энтерококков, а геныантитоксина и компонента системы секреции IV типа – на хромосомном элементеэнтерококка.С помощью программы IslandViewer был проведен поиск предполагаемыхгеномных островов [80]. С использованием данной программы в штамме NEM316было обнаружено 3 геномных острова: gbs1314-1323, 1336-1349 и 1350-1371. 2 и 3острова разделяет только 200 н.п., поэтому было сделано предположение о том,что они входят в состав одного острова.79По литературным данным у Streptococcus suis был обнаружен 89К PAI.Данный остров присутствовал у штаммов, ассоциированных с двумя вспышкамисиндрома токсического шока в Китае в 1998 и 2005 годах.
89К PAI фланкированпрямыми повторами (attR, attL, TTATTTAAGAGTAAC) [58]. В 2008 году Brochetи соавторы обнаружили те же повторы на интегративных конъюгативныхэлементах штаммов NEM316, 2603V/R, А909, прилегающих к гену рибосомногобелка [77]. По данным одних авторов эта область является островом патогенности[51; 54], но другие авторы полагают, что это интегративный конъюгативныйэлемент [77]. В данной работе этот мобильный генетический элемент был названостровом патогенности XII, как он был впервые назван Glaser и соавторами в 2002году [54]. Был осуществлен компьютерный поиск повторов в геномах другихштаммов, имеющихся в базе данных NCBI. Повторы были обнаружены в штамме09mas018883 в межгенном пространстве генов gbs1313-gbs1314 и gbs1324gbs1325, на 3’ конце гена gbs1374, кодирующего рибосомный белок 50S, такжекак в штамме NEM316.
В геноме штамма ILRI005 – в межгенном пространствегенов gbs1324-gbs1325 и на 3’ конце гена gbs1374, также как в штамме 2603V/R.Повторы локализованы в штаммах GD201008-001, GBS6, GBS2-NM, GBS1-NY вмежгенном пространстве генов gbs1313-gbs1314 и на 3’ конце гена gbs1374, такжекак в штамме A909. В геномах штаммов 2-22, SA20-06, ILRI112, NGBS572,138spar, 138p был обнаружен только один повтор на 3’ конце гена gbs1374, т.е.мобильный генетический элемент отсутствует в данной области. В штаммеNGBS061 локализованы повторы в межгенном пространстве генов gbs1313gbs1314 и на 3’ конце гена gbs1374.
Ряд генов имеют гомологию с генами штаммаNEM316, т.е. этот мобильный генетический элемент, расположенный в той жеобласти фланкирован теми же повторами, но его генетическая организацияотличается от организации острова патогенности штамма NEM316 (рисунок 22).Размер этого мобильного генетического элемента составляет 85 т.п.н., что близкок размеру острова патогенности 89К Streptococcus suis. В штамме COHI повторыбылинайденывдвухлокусах(рисунок22).Геныданнойобласти,локализованные в этом штамме, не имели гомологии с генами острова80патогенности штамма NEM316, т.е. это еще один мобильный генетическийэлемент, локализованный в той же области, фланкированный теми же повторами,но отличающийся от острова патогенности штамма NEM316.Размер участка генома между повторами в штаммах 2603V/R и ILRI005соответствует размеру 5’ конца острова патогенности штамма NEM316.
Вштаммах А909, GD201008-001, GBS6, GBS2-NM, GBS1-NY размер участкагенома между повторами составляет около 10 т.п.н., что соответствует размеру 3’конца острова патогенности штамма NEM316 (рисунок 22).Таким образом, по результатам ПЦР и молекулярно-генетического анализовбыл сделан вывод о том, что остров патогенности XII состоит из трех частей:сложноготранспозона(PAI-С),геномногоостровка(PAI-В)иостровапатогенности, ассоциированного с геном sspB1 (PAI-A) (рисунок 23).Рисунок 22 – Поиск прямых повторов в геномах штаммов СГВ, имеющихся в базеданных NCBI81Рисунок 23 – Организация острова патогенности XIIДоказательством мобильности островов патогенности может быть переноспотенциальных мобильных элементов в процессе конъюгации от одной бактериик другой, однако преобразование элементов острова в циклические формы в ходероста бактерий является серьезным доказательством возможности их передачи invivo.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
