О проекте

Род Photorhabdus семейства Enterobacteriaceae включает три вида подвижных, биолюминесцентных, энтомопатогенных почвенных грамотрицательных бактерий: Photorhabdus temperata, P. luminescens и P. asymbiotica. Последний из них, вероятно, образовался из P. luminescens. Бактерии всех трех видов - симбионты энтомопатогенных нематод семейства Heterorhabditidae, вместе с которыми и образуют вызывающий гибель личинок широкого круга насекомых комплекс, что способствовало широкому использованию P. luminescens в сельском хозяйстве для борьбы с насекомыми-вредителями растений. В конце 1980-х-начале 1990-х годов независимо в США и Австралии было зарегистрировано несколько случаев необычных заболеваний людей, сопровождавшихся появлением на коже гноящихся язв, поражением мягких тканей, в 80 % случаев - гематогенной диссеминацией очагов поражения, а в 30 % случаев - бактериемией. Из пораженных тканей были выделены бактерии нового вида P. asymbiotica, причем заболевания, вызванные австралийским подвидом - subsp. australis, протекали тяжелее, чем инфекция, вызванная американским подвидом - subsp. asymbiotica. Бактерии Photorhabdus spp. вызывают скоротечную инфекцию, приводящую к гибели насекомых в течение 48 ч в результате воздействия комплекса инсектицидных токсинов и септицемии. Способность этих патогенов эффективно преодолевать врожденный иммунитет у насекомых (в случае P. asymbiotica и у людей) напоминает таковую у филогенетически близких бактерий рода Yersinia (Y. pestis, Y. pseudotuberculosis и Y. enterocolitica), патогенных для млекопитающих. Следует отметить, что образование наиболее вирулентного вида в роду Yersinia, Y. pestis, сопровождалось изменением структуры липополисахарида (ЛПС) - была утрачена способность синтезировать ЛПС с O-полисахаридом. ЛПС является одним из основных факторов патогенности грамотрицательных бактерий, а его структура определяет исход взаимодействия патогена с факторами врожденного иммунитета хозяина. ЛПС Y. pestis содержит только олигосахаридную часть (кор) и липид А, тогда как у Y. pseudotuberculosis и Y. enterocolitica кроме них ЛПС включает O-полисахарид (O-антиген), отличающийся по строению в различных сероварах. Ранее нами при поддержке РФФИ (грант 06-04-49280_а) установлена полная структура ЛПС Y. pestis и продемонстрирована его важность как одного из факторов патогенности, обеспечивающего устойчивость микроба к системам врожденного иммунитета как переносчика-блохи, так и теплокровного хозяина, а также (грант 08-04-00403_а) определены или уточнены структуры ЛПС из штаммов Y. pseudotuberculosis серовара O:3 и подсероваров, входящих в серовары O:1, O:2 и O:4. В то же время знания о ЛПС представителей рода Photorhabdus ограничены информацией о том, что ЛПС синтезируется в S-форме, тогда как серьезного изучения структуры, генетики и биологических функций O-полисахаридов, кора и липида А до сих пор не проводилось. Основной целью проекта является выявление структурной организации и генетического контроля биосинтеза ЛПС, а также связанных с ним биологических свойств двух отличающихся по патогенности для человека подвидов P. asymbiotica, subsp. australis и subsp. asymbiotica, по сравнению с аналогичными данными для непатогенных для человека представителей видов P. temperata и P. luminescens. В ходе проекта будут установлены полные структуры ЛПС Photorhabdus spp. и определены структурные участки ЛПС, ответственные за выполнение им своих биологических функций. Для этого с помощью сайт-направленного мутагенеза будут получены изогенные мутанты по отдельным генам, участвующим в биосинтезе ЛПС. Будет установлено строение ЛПС родительских и генетически модифицированных штаммов и проведено сравнительное исследование их биологических свойств, включая вирулентность и устойчивость к антимикробным пептидам и комплементу сыворотки, являющимся важными компонентами защитной системы врожденного иммунитета. Полученные в ходе выполнения проекта данные о структуре и генетической детерминированности биосинтеза ЛПС и влиянии изменения его структуры на биологические свойства Photorhabdus spp., дополняя друг друга и способствуя более глубокой взаимной интерпретации, приведут к выяснению молекулярных механизмов действия ЛПС как фактора патогенности этих бактерий. Результаты исследования углубят понимание эволюционных генетических механизмов формирования, развития и диверсификации патогенных микроорганизмов.

P Проект РФФИ № 10-04-00501-а "Структурно-функциональный и генетический анализ липополисахарида энтомопатогенных бактерий Photorhabdus spp., отличающихся по патогенности для человека" (2010-2012 г.г.)


Нет активных обсуждений