Сутність адаптації фага Р1 до літичного і лізогенного розвитку в клітинах аміловороподібної бактерії та трансдукція генетичних маркерів в клітини Erwinia carotovora. Характеристика методу інкорпорації транспозона в ендогенні криптичні плазміди бактерії.
Аннотация к работе
Сучасний стан молекулярної мікробіології та бактеріофагії характеризується лавиноподібним потоком інформації про автономні генетичні елементи бактерій (АГЕ) [Frost et al., 2005]. На відміну від бактерій, патогенних для людини, ступінь вивчення АГЕ фітопатогенних бактерій знаходиться на більш низькому рівні, хоча їхня роль у взаємодії рослина-мікроорганізм не викликає сумнівів [Toth et al., 2006]. Бактерії роду Erwinia є практично важливими фітопатогенами, які характеризуються великою генною різноманітністю [Yap et al., 2004], характеризуються розвинутою системою патогенних факторів, включаючи екзогенний ферментативний комплекс пектиназ, целюлаз, протеаз і системи секреції типів ІІ та ІІІ. Нещодавно показано, що до патогенності Erwinia carotovora має відношення помірний бактеріофаг ZF40 [Кушкина и др., 2006], а також встановлено, що близько 30% її штамів несуть криптичні плазміди різного розміру [Товкач, 2001]. Основною метою досліджень було вивчення особливостей взаємодії помірного бактеріофага Р1 з клітинами різних фітопатогенних бактерій роду Erwinia на рівні адсорбційних рецепторів, лізису, лізогенії, трансдукції міжплазмідної рекомбінації і транспозиції.В роботі використано наступні фітопатогенні бактерії: 5 штамів E. carotovora subsp. atroseptica (Eca), 11 штамів E. carotovora subsp. carotovora (Ecc), 6 штамів E. horticola (Eho), 6 штамів E. herbicola (Pantoea agglomerans), 6 штамів Pseudomonas spp., а також мутанти Есс, стійкі до кілерної дії макромолекулярних каротоворіцинів (MCTV) [Товкач, 1998] і дисоціанти P. agglomerans, що не синтезують каротиноїдів [Товкач, Товкач, 2004]. Всі дослідження з бактеріями, бактеріоцинами, фагами і плазмідами проводили згідно стандартних протоколів [Миллер, 1976; Товкач, 1998; Товкач, 2002; Маниатис и др., 1984; Kado, Liu, 1981; Девис и др., 1984]. Всі фаги Psl виявились спорідненими до фага 59 E. horticola. На основі рестрикційного аналізу фаг Gi1 можна вважати представником нової групи споріднених FE-фагів, так як узор НРАІ-рестрикції його геному повністю співпадає з такими фагів FE44, N60 і Gi 7 . Фаг N450 може бути рекомбінаційним похідним від фага Т4D і іншого спорідненого бактеріофага.Помірний бактеріофаг Р1 Escherichia coli проявляє кілерну активність щодо широкого спектру фітопатогенних бактерій, таких як Erwinia horticola, E. carotovora, Pantoea agglomerans. Поряд з коліфагами Т2, Т4 і Т7, фаг Р1 провокує “фаг-фагову” індукцію, і запускає інфекцію з участю нового бактеріофага. Фаг-фагова індукція повязана з псевдолізогенним станом бактерій, який поширюється не тільки на природні штами ервіній, але й на лабораторні штами E. coli.
План
2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
1. Помірний бактеріофаг Р1 Escherichia coli проявляє кілерну активність щодо широкого спектру фітопатогенних бактерій, таких як Erwinia horticola, E. carotovora, Pantoea agglomerans.
2. Поряд з коліфагами Т2, Т4 і Т7, фаг Р1 провокує “фаг-фагову” індукцію, і запускає інфекцію з участю нового бактеріофага. Фаг-фагова індукція повязана з псевдолізогенним станом бактерій, який поширюється не тільки на природні штами ервіній, але й на лабораторні штами E. coli.
3. Взаємодія E. horticola з коліфагом Р1 призводить до формування лізогенів, які експресують не тільки профаговий ген хлорамфеніколацетилтрансферази, але й гени системи рестрикції-модифікації ЕСОР1І. В цих лізогенах профаг Р1 не виявляється як кільцева ДНК.
4. Каротоворіцини типу фагових хвостових відростків E. carotovora subsp. carotovora 62А проявляють спорідненість з фагом Р1 на рівні адсорбційних рецепторів. Вони зумовлюють фаг-фагову індукцію у фагостійких мутантів E. coli В/Р1.
5. Частота трансдукції маркера хлорамфеніколстійкості фагом Р1 до клітин E. carotovora subsp. atroseptica g125 досягає 3·10-7. Трансдуктанти цієї бактерії стабільно успадковують аутентичний плазмідний профаг Р1.
6. Під час процесу трансдукції-лізогенізації, а також при виліковуванні клітин E. carotovora subsp. carotovora 48А від профага Р1 спостерігається інкорпорація транспозона Tn9 в плазмідну ДНК або в хромосому реципієнтної бактерії.
7. Особливістю плазміди РСА25 E. carotovora subsp. carotovora 48А є стабільність наслідування і специфічність транспозиції Tn9 при її рекомбінації з фагом Р1 E. coli.
Список литературы
1.Бурова Л.М., Товкач Ф.И. Экспрессия генов профага Р1 Escherichia coli в клетках фитопатогенных эрвиний// Мікробіол. журн. - 2006. - т. 68, № 2. - С. 39-47.
2. Сергеева Ж.Ю., Бурова Л.М., Товкач Ф.И. Внесение транспозона Tn9 в эндогенные плазмиды Erwinia carotovora при лизогенизации клеток колифагом Р1// Мікробіол. журн. - 2006. - т. 68, № 4. - С. 34 - 39. (Здобувачем безпосередньо отримано трансдуктанти, які охарактеризовано на наявність нових фенотипових ознак, на зміну плазмідних спектрів; приймала участь у плануванні експерименту, аналізі даних та в обговоренні результатів).
3. Бурова Л.М., Горб Т.Е., Товкач Ф.И. Природа криптической плазмиды РСА25 Erwinia carotovora subsp. carotovora 48A// Мікробіол. журн. - 2007. - т. 69, № 2. - С. 23 - 28. (Здобувач здійснювала транспозонний мутагенез, проводила виліковування від плазміди, виділяла, очищувала та проводила електрофорез плазмідних ДНК; приймала участь у плануванні експерименту, аналізі даних та в обговоренні результатів).
4.Степанов А.А., Бурова Л.М., Товкач Ф.И. Фаг-фаговая индукция и псевдолизогения энтеробактерий // Материалы IV Международной конференции “Биоресурсы и вирусы”. - К.: Издательско-полиграфический центр “Київський університет”, 2004. - С.22.
5.Бурова Л.М., Товкач Ф.И. Явление фаг-фаговой индукции с участием колифага Р1 и псевдолизогенов Erwinia carotovora // Материалы международной конференции “Современное состояние и перспективы развития микробиологии и биотехнологии”. - Минск. - 2004. - С. 163 - 164.
6.Бурова Л.М., Товкач Ф.И. Структурно-функциональное состояние профага Р1 в клетках фитопатогенных эрвиний//Тези доповідей міжнародної наукової конференції “Фітопатогенні бактерії. Фітонцидологія. Алелопатія”. - Київ. - 2005. - С. 57.
7.Товкач Ф.И., Черватюк Н.В., Кушкина А.И., Бурова Л.М., Панщина А.И., Иваница Т.В., Сергеева Ж.Ю., Горб Т.Е., Романюк Л.В. Перспективы создания биотехнологической системы на основе Erwinia carotovora, ее бактериофагов и плазмид // Тези доповідей міжнародної наукової конференції “Мікробні біотехнології” (Одесса, 11 - 15 вересня, 2006). - Одеса: Астропринт. - 2006. - С. 30.
Использование транспозона Tn9 для изучения криптической плазмиды РСА25 Erwinia carotovora// Российская школа-конференция “Генетика микроорганизмов и биотехнология”. - Москва-Пущино-на-Оке. - 2006.-С.37.
9.Горб Т.Е., Бурова Л.М., Черватюк Н.В., Товкач Ф.И. Причастность плазмидных детерминант к адсорбции колифага Р1 на клетках Erwinia carotovora// Материалы V Международной конференции “Биоресурсы и вирусы”. - К.: Фитосоциоцентр. - 2007.- С.153.