Эволюционный и молекулярно-генетический анализ пилей первого типа Escherichia coli

• Автор: Бесхлебная, Виктория Александровна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 105 с. : 6 ил.

1.1 У ропатогенные ii сой

1.1.1 Общая харак гсристи ка УКП

1.1.2 Адгезины как факторы патогенности УПКП

1.2 Роль нилей первого типа в экологии микроорганизмов

1.2.1 Пили первого типа в историческом аспекте

1.2.2 Адгезии i как представитель класса лектинов

1.2.3 Роль пилей первого типа в адаптации микроорганизмов

1.3 Современные представления о пилях первого тина Е. i

1.3.1 Морфология и структура пилей первого типа

1.3.2 Структурные компоненты пилей первого типа

1.3.3 Генетическая структура кластера. Строение, функция отдельных

генов в функционировании кластера
1.3.4 Регуляция экспрессии пилей первого типа
1.3.5 Биогенез фимбрии секреция и процессинг субъединиц, сборка
органеллы
1.4 Структурнофункциональные свойства пилей первого тина
1.4.1 История исследования рецепторной специфичности i
1.4.2 Современные представления о взаимодействии i с рецепторами
1.4.3 Взаимодействие i с гликопротеинами, не являющимися
структурными белками клеточных мембран
1.4.4 Фенотипическая гетерогенность кишечных палочек по способности связываться с маннозосодержащими рецепторами
1.4.5 Три варианта адгезивного фенотипа i
1.4.6 Количественные разновидности в пределах Мфснотипа
1.4.7 Количественные различия, возникающие за счет вариабельной
способности связываться с одиночными маннозильными остатками
1.5 Роль вариантов i в тканевом тропизме
1.5.1 Прочность фиксации на МанБСА коррелирует с результатами
модельных опытов на уроэпителиальных клетках
1.5.2 Варианты i и количественные различия в связывании с
ассимстричными участками мембран уроэпи гелия i i
1.5.3 Варианты i отличаются по способности колонизировать мочевой
пузырь мыши i viv
1.5.4 Мутации i, повышающие уровирулентность, препятствуют
адгезии к клеткам орофарингеального эпителия
1.6 Варианты i и эволюция вирулентности
1.6.1 Филогенетический анализ аллелей i
1.6.2 Основы структурного и функционального разнообразия адгезинов.
Патоадаптивные мутации.
1.6.3 Значение и перспективы дальнейшего изучения адгезина i пилей
первого типа
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1 Материалы
2.1.1 Штаммы микроорганизмов, плазмиды и конструкции гибридов
2.1.2 Среды, антибиотики и реактивы, используемые в работе
2.1.2.1 Среды
2.1.2.2 Антибиотики
2.1.2.3 Реактивы
2.1.3 Животные
2.1.4 Культуры клеток
2.2 Методы
2.2.1 Исследование агрегации дрожжей х
2.2.2 Исследование агглютинации эритроцитов
2.2.3 Исследование роста , ИР
2.2.4 Обогащение культуры микроорганизмов
2.2.5 Радионуклеотидное исследование адгезии
2.2.6 Исследование адгезии в условиях непрерывного потока
2.2.7 Исследование адгезии к уроэпителиальным клеткам
2.2.8 Изучение процесса колонизации мочевого пузыря i viv
2.2.9 Взаимодействие i антител и нсимунной сыворотки со штаммами . i, экспрессирующими i
2.2. Выделение плазмидной ДНК
2.2. Обработка ДИК
2.2. Классическая кальциевая трансформация клеток . i ДНК
2.2. Электропорация
2.3 Математическая и статистическая обработка данных
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Исследование факторов, влияющих на биогенез пилей первого
3.2 Влияние уровня экспрессии белков онерона на формирование
пилей первого типа
3.2.1 Выявление минимальной структурной единицы i, необходимой для биогенеза пилей первого типа
3.3 Патоадаптивная эволюция i . i у больного с хроническим циститом
3.3.1 Мутация в i, выявленная в популяции у пациента с острым циститом
3.3.2 Арг инин в позиции как патоадаптивная мутация
3.3.3 Штамм с мутацией в позиции быстро элиминируется из общей популяции.
3.3.4 Роль изменений функциональной активности i в элиминации штамма с аргинином в позиции из общей популяции .i
3.3.5 Эффект мутации в позиции на связывание . i с 1М субстразами в условиях непрерывного потока
3.4 Внутриклональная эволюция адгезинов . i
3.4.1 Влияние факторов отбора на структурное разнообразие
поверхностных антигенов
3.4.2 Внутриклональная эволюция в группе
3.4.3 Патоадаптивная эволюция адгезинов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Взаимодействие i антител и нсимунной сыворотки со штаммами . Классическая кальциевая трансформация клеток . ГЛАВА 3. Исследование факторов, влияющих на биогенез пилей первого
3. Патоадаптивная эволюция i . Штамм с мутацией в позиции быстро элиминируется из общей популяции. Роль изменений функциональной активности i в элиминации штамма с аргинином в позиции из общей популяции . Эффект мутации в позиции на связывание . Внутриклональная эволюция адгезинов . ПДбГис ПД с присоединенным отрезком из шести гистидинов п. Инфекция мочевыводящих путей ИМП эго одно из наиболее распространенных урологических заболеваний. На сегодняшний день кишечная палочка определена как один из основных этиологических факторов заболеваний мочевыводящего тракта. В случаев ii i является причиной цистита, уретрита и пиелонефрита. Колонизация слизистой хозяина патогенными микроорганизмами является обязательным этапом для возникновения и развития заболевания. Определяющим фактором успешной колонизации, первым этапом в возникновении инфекционного процесса считается прикрепление бактерий к эпителиальной поверхности, т. Адгезия кишечной палочки осуществляется в первую очередь благодаря пилям первого типа, или фимбриям, несущим специфический белок, адгезии i, способный узнавать структуру маннозных рецепторов эпителиальной ткани и осуществлять с ними взаимодействие. Способность адгезинов избирательно взаимодействовать с теми, или иными рецепторами, определяет тканевой тропизм патогенных вариантов кишечной палочки. Разные структурные варианты i демонстрируют сходный высокий уровень тропизма к триманнозным ЗМ, но различный тропизм к мономаннозным I рецепторам. Высокий уровень сродства к 1 Мрецспторам ассоциируется с уропатогенными штаммами Е. Изменение адгезивного фенотипа связано с возникновением точечных мутаций в различных участках i, это так называемые патоадаптивные мутации. Было замечено, что в i имеются определенные нуклеотидные позиции, в которых вышеуказанные мутации происходят чаще, чем в других участках, подобный феномен был назван горячие точки . Изучение эволюционной динамики Е. Для обеспечения адгезии к клеткаммишеням пили должны быть функционально полноценными и представлены на поверхности бактерии в достаточном количестве. В данной работе изучалось влияние изменения уровня экспрессии различных геновкластера па способность бактерии формировать функционально полноценные фимбрии, а также проверялась гипотеза о возможной роли субъединиц i пилинового ПД и лектинового ЛД доменов в процессе биогенеза фимбрии. Е. i имеет и другие факторы адгезии, кроме фимбрии первого типа, способствующие колонизации бактерией мочевыводящего тракта. Среди них фимбрии, взаимодействующие с i , присутствующим на поверхности ряда эпителиальных клеток 2, и коллагеном IV типа. Целью настоящих исследований являлось изучение биогенеза пилей первого типа изучение популяционной динамики Е. Е. i под влиянием направленного отбора, конверсии комменсал ьных штаммов кишечной палочки в потенциально патогенные путем набора точечных мутаций, меняющих адгезивный фенотип штаммов. Провести филогенетические исследования в выборке . В группе штаммов . Впервые изучено влияние уровня экспрессии отдельных компонентов шоперона на количество функциональных пилей на поверхности бактерии, для чего были созданы конструкты, содержащие i или весь оперон в различных экспрессионных системах. Было показано, что значительное увеличение количества функциональных пилей на поверхности клетки достигается только при увеличении экспрессии всех компонентов оперона селективное увеличение продукции i не существенно влияло на экспрессию функциональных фимбрии. Впервые проверялась гипотеза о роли лектинового домена ЛД в инициации сборки пилей. Было показано, что для биогенеза пилей не достаточно только ГД, являющегося связующим звеном между ад гаи ном и собственно фимбрией, необходимы обе субъединицы i ЛД и ПД. Впервые был найден пример патоадаитивной эволюции адгезина i в пределах одного пациента и прослежена популяционная динамика .