РОЛЬ ГЕНА mutR В МЕТАБОЛИЗМЕ И ВИРУЛЕНТНОСТИ ШТАММОВ STREPTOCOCCUS PYOGENES ГЕНОТИПА emm12

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе изучена функциональная роль гена белка-регулятора транскрипции mutR Streptococcus pyogenes (тип emm12). Ген mutR инактивирован в штаммах № 97 и № 152 методом инсерционного мутагенеза. Показано, что инактивация гена влияет на характер и динамику роста культур в жидких питательных средах. Обнаружено, что экспрессия секретируемых нуклеаз у мутантных штаммов существенно ниже по сравнению с исходными штаммами. Методами двумерного электрофореза и масс-спектрометрии выявлена разница в экспрессии ряда белков у мутантных штаммов по сравнению с исходными штаммами. Показано, что в результате инактивации гена mutR адгезивные свойства S. pyogenes к клеткам человеческого эпителия значительно снижаются. Анализ вирулентных свойств на мышиной модели выявил, что инактивация гена mutR привела к снижению вирулентных свойств штамма № 152 в 4,7 раза, а мутантный штамм № 97[mutR] оказался авирулентным по сравнению со штаммом № 97.

Об авторах

А. А. Зуткис

ФГБУ НИИ экспериментальной медицины СЗО РАМН, Санкт-Петербург, Россия

Email: fake@neicon.ru

младший научный сотрудник лаборатории функциональной геномики и протеомики микроорганизмов отдела молекулярной микробиологии ФГБУ НИИЭМ СЗО РАМН, Санкт-Петербург, Россия

Россия

Б. Л. Мильман

ФГБУ НИИ экспериментальной медицины СЗО РАМН, Санкт-Петербург, Россия

Email: fake@neicon.ru

д.х.н., зав. лабораторией биомедицинской и фармацевтической масс-спектрометрии отдела молекулярной микробиологии ФГБУ НИИЭМ СЗО РАМН, Санкт-Петербург, Россия

Россия

А. В. Дмитриев

ФГБУ НИИ экспериментальной медицины СЗО РАМН, Санкт-Петербург, Россия 197376, Россия, Санкт-Петербург, ул. акад. Павлова, 12, ФГБУ НИИЭМ СЗО РАМН. Тел.: (812) 234-68-57. Факс: (812) 234-94-77

Автор, ответственный за переписку.
Email: admitriev10@yandex.ru

д.б.н., зам. директора по научной работе, зав. отделом экологической физиологии ФГБУ НИИЭМ СЗО РАМН, Санкт-Петербург, Россия

Россия

Список литературы

  1. Дмитриев А.В., Рождественская А.С., Зуткис А.А., Тотолян А.А. Направленная регуляция п 1. атогенных свойств стрептококков // Медицинский академ. журн. 2009. № 4. С. 50–58. [Dmitriev A.V., Rozhdestvenskaya A.S., Zutkis A.A., Totolian A.A. Targeted regulation of pathogenic properties in streptococci. Meditsinskii akademicheskii zhurnal = Medical Aсademic Journal, 2009, no. 4, pp. 50–58. (In Russ.)]
  2. Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Методы генетической инженерии. Молекулярное клонирование / Под ред. А.А. Баева, К.Г. Скрябина. М.: Мир, 1984. 479 с. [Maniatis T., Fritsch E.E., Sambrook J. Molecular cloning: a laboratory manual. N.Y.: Cold Spring Harbor Lab., 1982, 545 p.]
  3. Рождественская А.С., Дмитриев А.В., Грабовская К.Б., Тотолян А.А. Инактивация гена регулятора транскрипции Rgg изменяет экспрессию секретируемых факторов патогенности и вирулентность Streptococcus pyogenes // Медицинский академ. журн. 2008. № 2. С. 21–27. [Rozhdestvenskaja A.S., Dmitriyev A.V., Grabovskaja K.B., Totolian A.A. Inactivation of the transcription regulator gene Rgg leads to changes in the expression of secreted pathogenicity factors and the virulence of Streptococcus pyogenes. Meditsinskii akademicheskii zhurnal = Medical Aсademic Journal, 2008, no. 2, pp. 21–27. (In Russ.)]
  4. Рождественская А.С., Сантос-Санчес И., Дмитриев А.В. Природная мутация в гене белка-регулятора BgrR, приводящая к нарушению синтеза белка Bac, фактора патогенности Streptococcus agalactiae // Инфекция и иммунитет. 2013. № 1. С. 43–48. [Rozhdestvenskaya A.S., Santos-Sanches I., Dmitriev A.V. Natural mutation in the gene of response regulator BgrR resulting in repression of Bac protein synthesis, a pathogenicity factor of Streptococcus agalactiae. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2013, no. 1, pp. 43–48. (In Russ.)]
  5. Anbalagan S., McShan W.M., Dunman P.M., Chaussee M.S. Identification of Rgg binding sites in the Streptococcus pyogenes chromosome. J. Bacteriol., 2011, vol. 193, no. 18, pp. 4933–4942.
  6. Beckert S., Kreikemeyer B., Podbielski A. Group A streptococcal rofA gene is involved in the control of several virulence genes and eukaryotic cell attachment and internalization. Infect. Immun., 2001, vol. 69, no. 1, pp. 534–537.
  7. Chang J.C., LaSarre B., Jimenez J.C., Aggarwal C., Federle M.J. Two group A streptococcal peptide pheromones act through opposing Rgg regulators to control biofilm development. PLoS Pathog., 2011, vol. 7, no. 8.
  8. Chaussee M.A., Callegari E.A., Chaussee M.S. Rgg regulates growth phase-dependent expression of proteins associated with secondary metabolism and stress in Streptococcus pyogenes. J. Bacteriol., 2004, vol. 186, no. 21, pp. 7091–7099.
  9. Chaussee M.S., Somerville G.A., Reitzer L., Musser J.M. Rgg coordinates virulence factor synthesis and metabolism in Streptococcus pyogenes. J. Bacteriol., 2003, vol. 185, no. 20, pp. 6016–6024.
  10. Connolly K.L., Braden A.K., Holder R.C., Reid S.D. Srv mediated dispersal of streptococcal biofilms through SpeB is observed in CovRS+ strains. PLoS One, 2011, vol. 6, no. 12, p. e28640.
  11. Cunningham M.W. Pathogenesis of group A streptococcal infections. Clin. Microbiol. Rev., 2000, vol. 13, no. 3, pp. 470–511.
  12. Cusumano Z.T., Watson M.E., Caparon M.G. Streptococcus pyogenes arginine and citrulline catabolism promotes infection and modulates innate immunity. Infect. Immun., 2014, vol. 82, no. 1, pp. 233–242.
  13. Dmitriev A.V., McDowell E.J., Chaussee M.S. Inter- and intraserotypic variation in the Streptococcus pyogenes Rgg regulon. FEMS Microbiol. Lett., 2008, vol. 284, no. 1, pp. 43–51.
  14. Dmitriev A.V., McDowell E.J., Kappeler K.V., Chaussee M.A., Chaussee M.S. The Rgg regulator of Streptococcus pyogenes influences utilization of nonglucose carbohydrates, prophage induction, and expression of the NAD-glycohydrolase virulence operon. J. Bacteriol., 2006, vol. 188, no. 20, pp. 7230–7241.
  15. Hause L.L., McIver K.S. Nucleotides critical for the interaction of the Streptococcus pyogenes Mga virulence regulator with Mgaregulated promoter sequences. J. Bacteriol., 2012, vol. 194, no. 18, pp. 4904–4919.
  16. Hondorp E.R., Hou S.C., Hempstead A.D., Hause L.L., Beckett D.M., McIver K.S. Characterization of the group A Streptococcus Mga virulence regulator reveals a role for the C-terminal region in oligomerization and transcriptional activation. Mol. Microbiol., 2012, vol. 83, no. 5, pp. 953–967.
  17. Kreikemeyer B., McIver K.S., Podbielski A. Virulence factor regulation and regulatory networks in Streptococcus pyogenes and their impact on pathogen-host interactions. Trends Microbiol., 2003, vol. 11, no. 5, pp. 224–232.
  18. Kwinn L.A., Khosravi A., Aziz R.K., Timmer A.M., Doran K.S., Kotb M., Nizet V. Genetic characterization and virulence role of the RALP3/LSA locus upstream of the streptolysin s operon in invasive M1T1 group A Streptococcus. J. Bacteriol., 2007, vol. 189, no. 4, pp. 1322–1329.
  19. Pulliainen A.T., Hytönen J., Haataja S., Finne J. Deficiency of the Rgg regulator promotes H2O2 resistance, AhpCF-mediated H2O2 decomposition, and virulence in Streptococcus pyogenes. J. Bacteriol., 2008, vol. 190, no. 9, pp. 3225–3235.
  20. Ribardo D.A., McIver K.S. Defining the Mga regulon: Comparative transcriptome analysis reveals both direct and indirect regulation by Mga in the group A streptococcus. Mol. Microbiol., 2006, vol. 62, no. 2, pp. 491–508.
  21. Roberts S.A., Scott J.R. RivR and the small RNA RivX: the missing links between the CovR regulatory cascade and the Mga regulon. Mol. Microbiol., 2007, vol. 66, no. 6, pp. 1506–1522.
  22. Siemens N., Fiedler T., Normann J., Klein J., Münch R., Patenge N., Kreikemeyer B. Effects of the ERES pathogenicity region regulator Ralp3 on Streptococcus pyogenes serotype M49 virulence factor expression. J. Bacteriol., 2012, vol. 194, no. 14, pp. 3618–3626.
  23. Siemens N., Kreikemeyer B. Heterologous expression of Ralp3 in Streptococcus pyogenes M2 and M6 strains affects the virulence characteristics. PLoS One, 2013, vol. 8, no. 2.
  24. Toukoki C., Gold K.M., McIver K.S., Eichenbaum Z. MtsR is a dual regulator that controls virulence genes and metabolic functions in addition to metal homeostasis in the group A streptococcus. Mol. Microbiol., 2010, vol. 76, no. 4, pp. 971–989.
  25. Treviño J., Liu Z., Cao T.N., Ramirez-Peña E., Sumby P. RivR is a negative regulator of virulence factor expression in group A Streptococcus. Infect. Immun., 2013, vol. 81, no. 1, pp. 364–372.
  26. Voyich J.M., Sturdevant D.E., Braughton K.R., Kobayashi S.D., Lei B., Virtaneva K., Dorward D.W., Musser J.M., DeLeo F.R. Genome-wide protective response used by group A Streptococcus to evade destruction by human polymorphonuclear leukocytes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2003, vol. 100, no. 4, pp. 1996–2001.
  27. Zutkis A.A., Dmitriev A.V., Chaussee M.S., Totolian A.A. Inactivation of the transcriptional regulator mutR gene affects virulent phenotype of Streptococcus pyogenes. Clin. Microbiol. Infect., 2009, vol. 15, no. 4, p. 1840.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Зуткис А.А., Мильман Б.Л., Дмитриев А.В., 2015

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 64788 от 02.02.2016.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах