Октябрь 2017, № 9 (209), стр. 100–105

doi: 10.25198/1814-6457-209-100

УДК: 579.61: 579.25Хаова Е.А., Кашеварова Н.М., Ткаченко А.Г. РЕГУЛЯЦИЯ БАКТЕРИАЛЬНОЙ ПЕРСИСТЕНЦИИ ПОЛИАМИНАМИ ЧЕРЕЗ СТИМУЛЯЦИЮ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ RPOS, YQJD И RMFПерсисторы — это малочисленная субпопуляция клеток, которые, находясь в дормантном состоянии, характеризуются пониженной чувствительностью к воздействию различных стрессорных факторов, в т. ч. антибиотиков. После прекращения воздействия антибактериального препарата персисторы способны возобновлять рост. Благодаря этим особенностям персисторные клетки являются основной причиной рецидивов инфекционных заболеваний. В качестве факторов персистенции рассматривают компоненты общего стрессорного ответа, а также полиамины.
Изучена роль полиаминов путресцина, спермидина и кадаверина в регуляции персистенции Escherichia coli при периодическом культивировании. Регуляция осуществляется через стимуляцию экспрессии генов rpoS, yqjD и rmf, являющихся компонентами общего стрессорного ответа. На экспрессию гена rpoS наибольший стимулирующий эффект оказывает спермидин, а экспрессия гена yqjD находится в меньшей зависимости от полиаминов. Нами показан rpoS-зависимый характер экспрессии гена yqjD, что согласуется с ранее опубликованными данными. Вероятно, полиамины регулируют экспрессию гена yqjD через стимуляцию экспрессии гена rpoS. Согласно результатам исследования, мутанты с нокаутами изучаемых генов в целом демонстрируют более низкие значения частоты персистенции по сравнению с контролем. Наибольшее снижение частоты персистенции rpoS-нокаутного штамма по сравнению с родительским штаммом наблюдается в ранней стационарной фазе, а yqjD- и rmf-нокаутных штаммов — в поздней стационарной фазе. Эти выводы подтверждаются данными об уровне персистенции штаммов с множественными нокаутами.
Таким образом, ген rpoS, стимулируемый в большей степени спермидином, вносит максимальный вклад в регуляцию персистенции в ранней стационарной фазе. Ген rmf, также относящийся к полиаминовому модулону, и ген yqjD, экспрессия которого незначительно повышается полиаминами, участвуют в регуляции персистенции в поздней стационарной фазе. Ключевые слова: персисторы, полиамины, механизмы общего стрессорного ответа.

Загрузить

Список использованной литературы:

1. Бухарин, О. В. Персистенция бактериальных патогенов как физиологический феномен / О.В. Бухарин // Вестник Московского университета. — 2008. — №1. — С. 6-13.

2. Миллер, Дж. Эксперименты в молекулярной генетике / пер. с англ. Ю.Н. Зографа, Т.С. Ильиной, В.Г. Никифорова под. ред. С.И. Алиханяна — М: Мир. — 1976. — 436 с.

3. Бактериальная транслокация из кишечника: микробиологические, иммунологические и патофизиологические аспекты / Г.И. Подопригора, Л.И. Кафарская, Н.А. Байнов [и др.] // Вестник РАМН. — 2015. — № 6. — С. 640-650.

4. Ткаченко, А.Г. Молекулярные механизмы стрессорных ответов у микроорганизмов / А.Г. Ткаченко, — Екатеринбург: УрО РАН, 2012. — 268 с.

5. Datsenko, K.A. One-step inactivation of chromosomal genes in Escherichia coli K-12 using PCR products / K.A. Datsenko, B.L. Wanner // PNAS. — 2000. — Vol. 97. — No. 12. — P. 6640–6645.

6. Igarashi K., Polyamine modulon in Escherichia coli: genes involved in the stimulation of Cell growth by polyamines / K. Igarashi, K. Kashiwagi // J. Biochem. — 2006. — Vol. 139. — No. 1. — P. 11-16.

7. Persister cells and tolerance to antimicrobials / I. Keren, N. Kaldalu, A. Spoering [et al] // FEMS Microbiol Lett. — 2004. — Vol. 230. — No. 1. — P. 13-18.

8. Lewis, K. Persister cells / K. Lewis // Annual Review of Microbiology. — 2010. — Vol. 64. — P. 357-372.

9. Maisonneuve, E, Molecular mechanisms underlying bacterial persisters / E. Maisonneuve, K. Gerdes // Cell. — 2014. — Vol. 157. — No. 3. — P. 539-548.

10. Simons, R.W. Improved single and multicopy lac-based cloning vectors for protein and operon fusions / R.W. Simons, F. Houman, N. Kleckner // Gene. — 1987. — Vol. 53. — No. 1. — P. 85 — 96.

11. Tabor, C.W. Polyamines in microorganisms / C.W. Tabor, H. Tabor // Microbiological Reviews. — 1985. — Vol. 49. — No. 1. — P. 81-99.

12. Putrescine controls the formation of Escherichia coli persister cells tolerant to aminoglycoside netilmicin / A. Tkachenko, N. Kashevarova, E. Karavaeva [et al] // FEMS Microbiol. Lett. — 2014. — Vol. 361. — No. 1. — P.1-9.

13. Wada, A. Growth phase coupled modulation of Escherichia coli ribosomes / A. Wada // Genes Cells. — 1998. — Vol. 3. — No. 4. — P. 203-208.

14. Wen, Y. Toxin — antitoxin systems: their role in persistence, biofilm formation, and pathogenicity / Y. Wen, E. Behiels, B. Devreese // Pathogens and disease. — 2013. — Vol. 70. — No. 3. — P. 240-249.

15. YqjD is an inner membrane protein associated with stationary-phase ribosomes in Escherichia coli / H. Yoshida, Y. Maki, A. Sakai [et al] // J. Bacteriol. — 2012. — Vol. 194. — No. 16. — P. 4178-4183.

О статье

Авторы: Хаова Е.А., Кашеварова Н.М., Ткаченко А.Г.

Год: 2017

doi: 10.25198/1814-6457-209-100

Главный редактор

Сергей Александрович
МИРОШНИКОВ

© Электронное периодическое издание: ВЕСТНИК ОГУ on-line (VESTNIK OSU on-line), ISSN on-line 1814-6465
Зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
Свидетельство о регистрации СМИ: Эл № ФС77-37678 от 29 сентября 2009 г.
Учредитель: Оренбургский государственный университет (ОГУ)
Главный редактор: С.А. Мирошников
Адрес редакции: 460018, г. Оренбург, проспект Победы, д. 13, к. 2335
Тел./факс: (3532)37-27-78 E-mail: vestnik@mail.osu.ru