Preview

Acta Biomedica Scientifica

Расширенный поиск

БИОИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОИСК И АНАЛИЗ СТРУКТУР CRISPR/CAS-СИСТЕМ В ГЕНОМЕ ШТАММА STAPHYLOCOCUS AUREUS И ОЦЕНКА ПРОФИЛЕЙ ФАГОВЫХ РАС, ДЕТЕКТИРУЕМЫХ ЧЕРЕЗ CRISPR-КАССЕТУ БАКТЕРИЙ

https://doi.org/10.29413/ABS.2018-3.5.7

Полный текст:

Аннотация

Устойчивость к медицинским препаратам среди важных бактериальных патогенов признаётся одной из основных угроз для общественного здравоохранения. Увеличение количества резистентных инфекции остаётся серьёзной проблемой современного здравоохранения. Самыми распространёнными микроорганизмами являются устойчивые к пенициллину Streptococcus pneumoniae, устойчивые к ванкомицину энтерококки и метициллин- и ванкомицин-резистентные штаммы Staphylococcus aureus. Эти резистентности в условнопатогенных бактериях сделали невозможной антимикробную терапию многих инфекций. По этим причинам учёным необходимо разрабатывать новые способы лечения бактериальных инфекций. В выполненной научной работе демонстрируется совершенно новый способ для оценки устойчивости золотистого стафилококка к бактериофагам при помощи биоинформационного алгоритма из поисковых биоинформационных программ. В результате удалось обнаружить и представить гены CRISPR-системы и две CRISPR-кассеты, состоящие из спейсеров, разделённых повторами. В выполненной работе удалось не только обнаружить, но и выяснить тип CRISPR/Cas-системы штамма S. aureus (тип IIIA). Обнаруженные последовательности спейсеров в CRISPR-кассетах оказались идентичны протоспейсерам бактериофагов рода Staphylococcus, Mycobacterium, Streptococcus, Bacillus, Gordonia, Arthrobacter, Streptomyces. Алгоритм программных методов поиска локусов CRISPR/Cas-систем может быть применён на многих других расшифрованных бактериальных геномах с целью возврата бактериофаговой терапии.

Об авторах

А. Ю. Борисенко
ФГБОУ ВО «Иркутский государственный медицинский университет» Минздрава России.
Россия

664003, г. Иркутск, ул. Красного Восстания, 1.

аспирант, ассистент кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии.



Ю. П. Джиоев
ФГБОУ ВО «Иркутский государственный медицинский университет» Минздрава России.
Россия

664003, г. Иркутск, ул. Красного Восстания, 1.

кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией молекулярной вирусологии и биотехнологии НИИ биомедицинских технологий.



Н. П. Перетолчина
ФГБОУ ВО «Иркутский государственный медицинский университет» Минздрава России.
Россия

664003, г. Иркутск, ул. Красного Восстания, 1.

аспирант кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии.



Л. А. Степаненко
ФГБОУ ВО «Иркутский государственный медицинский университет» Минздрава России.
Россия

664003, г. Иркутск, ул. Красного Восстания, 1.

кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной вирусологии и биотехнологии НИИ биомедицинских технологий.



В. А. Кузьминова
ФГБОУ ВО «Иркутский государственный университет».
Россия

664003, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, 1.

студентка 3-го курса кафедры физико-химической биологии биолого-почвенного факультета.



Л. А. Кокорина
ФГБОУ ВО «Иркутский государственный медицинский университет» Минздрава России.
Россия

664003, г. Иркутск, ул. Красного Восстания, 1.

ассистент кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии.



Ю. М. Землянская
ФГБОУ ВО «Иркутский государственный медицинский университет» Минздрава России.
Россия

664003, г. Иркутск, ул. Красного Восстания, 1.

кандидат медицинских наук, старший преподаватель кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии.



Н. А. Арефьева
ФГБОУ ВО «Иркутский государственный университет».
Россия

664003, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, 1.

студентка 3-го курса кафедры физико-химической биологии биолого-почвенного
факультета.



О. Н. Рева
Центр биоинформатики и компьютерной биологии, Кафедра биохимии, генетики и микробиологии, Университет Претории.
Россия

Pretoria 0002, Private Bag X20, Hatfield, 0028, South Africa.

кандидат биологических наук, доцент Центра биоинформатики и компьютерной биологии, кафедра биохимии, генетики и микробиологии.



И. Ванг
Кафедра микробиологии, Медицинский университет Харбина.
Россия

Harbin 157, Baojian Rd, Nangang Qu, Haerbin Shi, Heilongjiang Sheng.

аспирант кафедры микробиологии.



Ч. Ку
Кафедра микробиологии, Медицинский университет Харбина.
Россия

Harbin 157, Baojian Rd, Nangang Qu, Haerbin Shi, Heilongjiang Sheng.

профессор, заведующийкафедрой микробиологии.



В. И. Злобин
ФГБОУ ВО «Иркутский государственный медицинский университет» Минздрава России.
Россия

664003, г. Иркутск, ул. Красного Восстания, 1.

доктор медицинских наук, профессор, академик РАН, заведующий кафедрой микробиологии, вирусологии и иммунологии, директор НИИ биомедицинских технологий.




Список литературы

1. Борисенко А.Ю., Джиоев Ю.П., Парамонов А.И., Букин Ю.С., Степаненко Л.А., Колбасеева О.В., Злобин В.И. Использование биоинформационных программных методов для поиска CRISPR/Cas-систем в геномах штаммов Staphylococcus aureus // Сибирский медицинский журнал. – 2015. – Т. 133, № 2. – С. 71–74.

2. Борисенко А.Ю., Джиоев Ю.П., Перетолчина Н.П., Злобин В.И., Воскресенская Е.А., Степаненко Л.А., Зелинская Н.Е., Колбасеева О.В., Шмидт Н.В., Малов И.В. Биоинформационные алгоритмы поиска и анализа CRISPR/Cas-систем и фаговых профилей в геноме штамма Staphylococcus aureus М1216 // Журнал инфектологии. – 2016. – Т. 8, № 2. – С. 27–28.

3. Козлов P.C. Селекция резистентных микроорганизмов: концепция параллельного ущерба // Клиническая микробиология, антимикробная химиотерапия. – 2010. – Т. 12, № 4. – С. 284–292.

4. Biswas A, Gagnon JN, Brouns SJ, Fineran PC, Brown CM. (2013). CRISPR Target: Bioinformatic prediction and analysis of crRNA targets. RNA Biology, 10 (5), 817-827. DOI: 10.4161/rna.24046

5. Bondy-Denomy J, Garcia B, Strum S, Du M, Rollins MF, Hidalgo-Reyes Y, Wiedenheft B, Maxwell KL, Davidson AR. (2015). Multiple mechanisms for CRISPR-Cas inhibition by anti-CRISPR proteins. Nature, 526 (7571), 136-139. DOI: 10.1038/nature15254

6. Choi JY, Kim Y, Ko EA, Park YK, Jheong WH, Ko G, Ko KS. (2012). Acenitobacter species isolates from a range of environments: species survey and observations of antimicrobial resistance. Diagn Microbiol Infect Dis, 74 (2), 177-180. DOI: 10.1016/j.diagmicrobio.2012.06.023

7. Gasiunas G, Sinkunas T, Siksnys V. (2014). Molecular mechanisms of CRISPR-mediated microbial immunity. Cell Mol Life Sci, 71 (3), 449-465. DOI:10.1007/s00018-013-1438-6

8. Leon LM, Mendoza SD, Bondy-Denomy J. (2017). How bacteria control the CRISPR-Cas arsenal. Curr Opin Microbiol, 20 (3), 87-95. DOI: 10.1016/j.mib.2017.11.005

9. Nosheen S, Ejaz H, Zafar A, Ikram H. (2017). Antibacterial activity of penicillins alone and in combination with different agents against Staphylococcus aureus. Pakistan Journal of Pharmaceutical Sciences, 30 (2), 393-397. PMID:28649062


Для цитирования:


Борисенко А.Ю., Джиоев Ю.П., Перетолчина Н.П., Степаненко Л.А., Кузьминова В.А., Кокорина Л.А., Землянская Ю.М., Арефьева Н.А., Рева О.Н., Ванг И., Ку Ч., Злобин В.И. БИОИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОИСК И АНАЛИЗ СТРУКТУР CRISPR/CAS-СИСТЕМ В ГЕНОМЕ ШТАММА STAPHYLOCOCUS AUREUS И ОЦЕНКА ПРОФИЛЕЙ ФАГОВЫХ РАС, ДЕТЕКТИРУЕМЫХ ЧЕРЕЗ CRISPR-КАССЕТУ БАКТЕРИЙ. Acta Biomedica Scientifica. 2018;3(5):49-53. https://doi.org/10.29413/ABS.2018-3.5.7

For citation:


Borisenko A.Y., Dzhioev Y.P., Peretolchina N.P., Stepanenko L.A., Kuzminova V.A., Zemlyanskaya Y.M., Kokorina L.A., Arefieva N.A., Reva O.N., Wang Y., Qu Z., Zlobin V.I. BIOINFORMATION SEARCH AND ANALYSIS OF STRUCTURES OF CRISPR/CAS SYSTEMS IN PHAGE STAPHYLOCOCUS AUREUS GENOME AND ESTIMATION OF PROFILES OF PHAGE DETECTED THROUGH CRISPR-CASSETTE BACTERIA. Acta Biomedica Scientifica. 2018;3(5):49-53. (In Russ.) https://doi.org/10.29413/ABS.2018-3.5.7

Просмотров: 102


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2541-9420 (Print)
ISSN 2587-9596 (Online)