Диссертация (1145825), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Частота встречаемости острова патогенности XII в геномах штаммовСГВ из зарубежных стран оказалась достоверно ниже, чем в геномах штаммов изРоссии (p<0,05).ШтаммыСГВпроанализированыссостровом патогенностииспользованиемXIIибезмасс-спектрометриинеговбылидиапазонемолекулярных весов от 2000 до 18000 Да, однако отличия не были выявлены, чтоуказывает на недостаточную разрешающую способность данного методадетектировать белки, кодируемые генами PAI XII.В связи с отсутствием гена sspB1 в штаммах зарубежного происхождения,был проведен сравнительный компьютерный анализ белка SspB1 и его гомологаSspB1a. В результате анализа обнаружили, что белок SspB1a имеет болеевысокуюстепеньгомологиисбелкамидругихмикроорганизмов,чтосвидетельствует о большей распространенности белка SspB1a по сравнению сбелком SspB1.
По результатам филогенетического анализа можно сделатьпредположение о том, что ген, кодирующий белок SspB1, принадлежал к геномуобщего предка с бактериями, содержащими гомологи SspB1a, после чего впроцессе эволюции произошла дивергенция данных генов, которые в настоящеевремя обнаруживаются в различных штаммах СГВ (рисунок 18). Не исключено,что гены sspB1 и sspB1a попали в СГВ из различных хозяев в процессегоризонтального переноса.90Поэтому штаммы СГВ из зарубежных стран и штаммы из России, у которыхотсутствовал ген sspB1, проанализировали на наличие гена sspB1a. В результатебыло обнаружено, что распространенность гена sspB1a среди штаммов СГВоказалась значительно выше по сравнению с геном sspB1, что подтверждаеткомпьютерный анализ.ИсследованиераспространенностиостровапатогенностиXIIсредиштаммов СГВ выявило определенное противоречие.
Известно, что ген scpB,первоначально локализованный на PAI XII, встречается у 100% штаммов,выделенных у людей [30; 37; 54]. Однако по результатам ПЦР анализа островпатогенности XII был обнаружен у 14% штаммов СГВ из России. В связи с этимбыло сделано предположение о том, что ген scpB не принадлежит к PAI XII, алокализован на другом генетическом элементе. По мнению Franken с соавторамии Al Safadi с соавторами гены scpB и lmb входят в состав сложного транспозона[47; 69]. В результате полимеразной цепной реакции и компьютерного анализабыло сделано предположение о том, что PAI XII состоит из трех мобильныхгенетических элементов (рисунок 23).В межгенном пространстве генов gbs1324-gbs1325 и gbs1373-gbs1374 былиобнаруженынуклеотидныепоследовательности,образующиевторичныеструктуры в виде «шпилек» (рисунок 20).
Наличие двух «шпилек» в областяхgbs1324-gbs1325 и gbs1373-gbs1374 позволяет предположить, что в данныхучасткахмоглапроисходитьошибкарепликациихромосомнойДНКс«выщеплением» мобильного элемента в виде автономного ДНК фрагмента.По литературным данным в геноме штамма 2603V/R в области островапатогенности XII присутствуют гомологи генов, локализованных на PAI 89КStreptococcus suis [17]. PAI 89К фланкирован прямыми повторами attR и attL(TTATTTAAGAGTAAC) [58].
Такие же прямые повторы были обнаруженыBrochet и соавторами на интегративных конъюгативных элементах штаммовNEM316, 2603V/R, A909, прилегающих к гену рибосомного белка [77]. Врезультате компьютерного анализа геномов штаммов СГВ такие же повторы былиобнаружены на 3’ конце гена gbs1374, кодирующего рибосомный белок 50S, и в91межгенном пространстве генов gbs1313-gbs1314, gbs1324-gbs1325. Повторы вмежгенном пространстве gbs1313-gbs1314, gbs1324-gbs1325 и на 3’ конце генаgbs1374 подтверждают гипотезу, выдвинутую на основании результатов ПЦР, отом, что остров патогенности XII состоит из трех мобильных генетическихэлементов. Способность острова патогенности PAI-А и геномного островка PAI-Bвыходить из генома как совместно, так и по отдельности была показана сиспользованием ПЦР анализа (рисунки 24 и 25).В связи с тем, что остров патогенности XII был разделен на три части,вышеупомянутые результаты о распространенности острова патогенности XIIотносятся к острову патогенности, ассоциированному с геном sspB1 иобозначенномувданномисследованиикакPAI-A.Такимобразом,распространенность острова патогенности PAI-A составляет 14% и 0% средиштаммов СГВ из России и зарубежных стран соответственно.Анализируя структурные особенности области PAI-A можно прийти кзаключению, что она полностью соответствует признакам истинного островапатогенности [66].
Принадлежность участка PAI-A к острову патогенностидоказывается следующими фактами:1) Наличием факторов патогенности (системы токсин-антитоксин, SspB1);2) Ассоциированностью с вирулентностью;3) Размером от 10 до 200 т.п.н.;4) Прилеганием к 3' концу гена, кодирующему рибосомный белок 50S, похожемуна ген тРНК на островах грамотрицательных бактерий;5) G+C составом отличным от G+C состава, характерного для СГВ;6) Прямыми повторами, фланкирующими данный участок;7) Присутствием гомологов генов участка у различных бактерий.Таким образом, остров патогенности XII состоит из:1) Сложного транспозона (PAI-C), содержащего гены scpB и lmb;2) Геномного островка gbs1314-gbs1324 (PAI-B), фланкированного прямымиповторами;923) Островапатогенности(PAI-A),ассоциированногосгеномsspB1,фланкированного прямыми повторами, на котором локализованы систематоксин-антитоксин и система секреции IVC типа (рисунок 23).Интеграция геномного островка PAI-B могла происходить за счет повторана 3' конце гена, кодирующего рибосомный белок 50S.В состав острова патогенности PAI-A, ассоциированного с геном sspB1,входят гены, необходимые для осуществления передачи острова другиммикроорганизмам, а именно: интеграза, релаксаза, система секреции IV типа.Интеграция острова патогенности наиболее вероятно происходила в областьповтора на 3' конце гена, кодирующего рибосомный белок 50S.
Штаммы, в геномекоторых отсутствует остров патогенности, содержат один повтор на 3’ конце гена,кодирующего рибосомный белок 50S. Поэтому, они могут быть потенциальнымиреципиентами острова патогенности. Приобретение штаммами-реципиентамиострова патогенности может привести к изменению фенотипа бактерий иувеличению их вирулентных свойств.Остров патогенности PAI-A содержит ген sspB1. Гомолог гена sspB1 – генsspB1а также локализован на мобильном генетическом элементе, который вданном исследовании был обозначен, как остров патогенности PAI-A1.Сравнение островов патогенности, ассоциированных с генами sspB1 иsspB1а,позволилопатогенностисформулировать предположение оPAI-AиPAI-A1являютсятом,независимымичтоостровамобильнымигенетическими элементами, а существенные отличия в их генетическойорганизации указывает на то, что дивергенция данных мобильных генетическихэлементов от общего предка произошла достаточно давно.
Локализацияидентичных повторов на концах данных мобильных генетических элементов,имеющих гомологичные области, может привести к образованию новогогенетического элемента.Молекулярно-генетический анализ штаммов СГВ, использованных в работепоказал, что распространенность гена sspB1a оказалась значительно выше, чемраспространенность гена sspB1. Следовательно, распространенность острова93патогенностиPAI-A1,ассоциированногосгеномраспространенность острова патогенности PAI-A,sspB1. Вероятно, что штаммы с PAI-A1,sspB1a,превышаетассоциированного с геномв отличие от штаммов с PAI-Aциркулируют не только в России, но и в зарубежных странах.Не обнаружено корреляции между наличием гена sspB1a, острова PAI-A1 исеротипом СГВ.В ряде штаммов СГВ из России были обнаружены мобильные генетическиеэлементы, гомологичные PAI-A и PAI-A1.
Остров патогенности PAI-A нехарактеризуется гетерогенностью, а существуют другие мобильные генетическиеэлементы, имеющие сходство с PAI-A. В штаммах СГВ из Санкт-Петербурга(Россия)циркулируютнескольковариантовострововпатогенности,гомологичных PAI-A и PAI-A1. Для более точного определения организации этихмобильных генетических элементов необходимо секвенирование всей области.В связи с отсутствием PAI-A в штаммах из зарубежных стран, коллекцияштаммов СГВ из Португалии и Анголы была проанализирована на наличие геновPAI-A1 и PAI-В.
Объединив с ранее полученными результатами, выявили, чтогеномный островок PAI-В встречается у 66% штаммов СГВ, а островпатогенности PAI-A1 – у 33% штаммов, что указывает на большуюраспространенность по сравнению с островом патогенности PAI-A.Система токсин-антитоксин локализована на мобильном генетическомэлементе PAI-A, его передача могла осуществляться с помощью системысекреции IVC типа, которая также расположена на данном мобильном элементе.Наиболее вероятно, что ТА система, в которой токсин более стабиленантитоксина, обеспечивала селекцию клонов СГВ, получивших данныйPAI,приводя к гибели клеток в случае его потери.На острове патогенности PAI-A был обнаружен лактозный оперон Lac2.1.Наличие данного оперона указывает на способность штаммов СГВ эффективнеедругих штаммов (без этого элемента) ферментировать лактозу.
В литературеописаны случаи возникновения В-стрептококковой инфекции у новорожденныхдетей через зараженное грудное молоко [106]. Возможно, СГВ, обладающие94лактозным опероном, имели дополнительные преимущества при освоенииэкологическойниши–молочныхпротоковгруднойжелезы.Данныепреимущества могут привести к возникновению СГВ инфекций с позднимначалом у новорожденных детей.Остров патогенности 89К Streptococcus suis, ассоциированный со вспышкойсиндрома токсического шока в Китае в 1998 и 2005 годах, фланкирован теми жеповторами, что и остров PAI-A.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
