Сложный паразитарный биоценоз: молекулярно-генетические основы взаимодействия возбудителя чумы с организмами хладнокровных и теплокровных животных

Номер гранта:08-04-00731
Область научного знания:биология и медицинские науки
Тип конкурса: («а» (до 2016))(«а») инициативные научные проекты
Год выполнения:2008г.
Руководитель: Ерошенко Г.А.
Статус заявки:поддержана

Аннотация к заявке:

В рамках проекта будут исследованы молекулярно-генетические основы существования сложного паразитарного биоценоза, включающего высоковирулентную бактерию, хладнокровных и теплокровных животных. Будут изучены генетические механизмы паразитического взаимодействия возбудителя чумы с насекомым-переносчиком (блоха), многоклеточным паразитом переносчика (нематода) и теплокровным хозяином (грызуны, человек). В результате проведенных исследований будет установлен комплекс структурных и регуляторных генов патогенности и жизнеобеспечения, определяющих сложный жизненный цикл возбудителя чумы и возможность его существование в различных условиях: в организме хладнокровных (28 оС) и теплокровных (37 оС) животных. Впервые будет оценена возможность участия в паразитарном биоценозе с трансмиссивным способом передачи возбудителя чумы нового члена – паразита переносчика (нематоды). Предполагается установить структурные и регуляторные гены патогенности, необходимые для инфицирования чумным микробом паразита переносчика – нематоды. Участие нематод в трансмиссии возбудителя может объяснить высокую скорость распространения эпизоотий чумы. Будет установлено значение отдельных групп генов патогенности и жизнеобеспечения, необходимых для выживания возбудителя чумы в различных животных – круглых червях (нематоды), насекомых ( блохи), млекопитающих (грызуны, человек), а также молекулярных механизмов переключения экспрессии этих групп генов при переходе в организмы разных носителей. Предполагается также исследовать роль бактериальной биопленки и систем регуляции плотности клеточных популяции «quorum sensing» в выживании чумного микроба в хладнокровных организмах. Будет изучена эволюция детерминант патогенности, произошедшая после отделения возбудителя чумы от своего предшественника - возбудителя псевдотуберкулеза, которая позволила чумному микробу выработать новый путь развития инфекционного процесса. С помощью современных технологий молекулярной биологии будут выявлены те гены, которые сыграли ключевую роль в переходе от фекально-орального способа передачи инфекции, характерного для энтеропатогенных иерсиний, к трансмиссивному пути переноса у системного возбудителя - чумного микроба, передаваемого через кровь при укусе насекомого. На основе полученных данных будет сформулирована современная концепция молекулярно-генетических основ взаимодействия высоко вирулентных возбудителей с другими (хладнокровными и теплокровными) членами сложных паразитарных биоценозов, а также определены основные направления эволюции генома патогенных бактерий, приводящие к становлению нового пути развития инфекционного процесса.

Аннотация к отчету по результатам реализации проекта:

В рамках исследования молекулярно-генетических основ существования сложного паразитарного биоценоза, включающего высоковирулентную бактерию, хладнокровных и теплокровных животных, проведено изучение способности штаммов чумного и псевдотуберкулезного микробов образовывать биопленку на абиотических и биотических поверхностях. Показано, что все изученные штаммы псевдотуберкулезного микроба, а также большинство штаммов чумного микроба основного и неосновных подвидов образуют выраженную биопленку на абиотических поверхностях. У чумного микроба выявлено наличие четкой корреляции между образованием биопленки и способностью образовывать пигментированные колонии на среде с красителем. Впервые показано, что неосновные подвиды, как и основной подвид возбудителя чумы, образуют биопленку на головной и шейной поверхностях нематоды Caenorhabditis elegans, в то время как все изученные штаммы (5 штаммов) псевдотуберкулезного микроба такой способностью не обладают. Выявлены различия в регуляторных механизмах образования биопленки на абиотических и биотических поверхностях у чумного и псевдотуберкулезного микробов. У штаммов неосновных подвидов Yersinia pestis установлено наличие генов, ассоциируемых в настоящее время с образованием биопленки у основного подвида чумного микроба, - структурного оперона hmsHFRS, регуляторных генов hmsT и hmsP, генов биосинтеза гептозы gmhA, полиамина путресцина speA и speC. Впервые показано, что отрицательный регулятор образования биопленки в блохах ген rcsA является псевдогеном (содержит вставку в 30 п.н.) не только у основного, но и у всех неосновных подвидов чумного микроба, в отличие от возбудителя псевдотуберкулеза, содержащего функционально активный ген. На основе изучения ряда генов жизнеобеспечения установлено что процессы редуктивной эволюции, связанные с распространением в геноме Y.pestis инсерционных последовательностей, более выражены у штаммов основного подвида, по сравнению с неосновными подвидами, у которых исследованные гены, как и у возбудителя псевдотуберкулеза, находятся в интактном состоянии, что подтверждает промежуточное положение неосновных подвидов в общей схеме внутривидовой эволюции вида Y.pestis.
Аннотации к заявке и отчету приведены в авторской редакции. по состоянию на 13.11.2018.
Помог ли вам материал?
5    0