CC BY
39
Original articles
Оригинальные статьи
Russian Journal of Infection and Immunity = Infektsiya i immunitet Инфекция и иммунитет
2014, vol. 4, no. 4, pp. 339-346 2014, Т. 4, № 4, с. 339-346
РОЛЬ ГЕНА mutR В МЕТАБОЛИЗМЕ И ВИРУЛЕНТНОСТИ ШТАММОВ STREPTOCOCCUS PYOGENES ГЕНОТИПА emm12
А.А. Зуткис, Б.Л. Мильман, А.В. Дмитриев
ФГБУНИИ экспериментальной медицины СЗО РАМН, Санкт-Петербург, Россия
Резюме. 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.
Ключевые слова: Streptococcus pyogenes, mutR, регуляция транскрипции, метаболизм, вирулентность.
THE ROLE OF mutR GENE IN METABOLISM AND VIRULENCE OF emm12 GENOTYPE STREPTOCOCCUS PYOGENES STRAINS
Zutkis A.A., Milman B.L., Dmitriev A.V.
Institute of Experimental Medicine of the North- West Branch of the Russian Academy of Medical Sciences, St. Petersburg, Russian Federation
Abstract. In the present study the functional role of the mutR regulatory protein gene of Streptococcus pyogenes (emm12) was studied. The mutR gene was inactivated in the strains no. 97 and no. 152 by insertional mutagenesis. Inactivation of the mutR gene was found to affect the dynamic and characteristics of bacterial growth in liquid medium. Expression of secreted nucleases was significantly lower in the mutant strains compared to the wild-type strains. Two-dimensional electrophoresis and mass-spectrometry revealed differences in expression of number of the proteins in mutant strains compared to the wild-type strains. Inactivation of the mutR gene negatively affected capacity of S. pyogenes to adhere to human epithelial cells. Finally, the virulence properties of the no. 152[mutR] mutant strains were found to be 4,7-fold less compared to the strain no. 152, while the no. 97[mutR] mutant strain became avirulent compared to the strain no. 97 due to insertional inactivation of the mutR gene.
Key words: Streptococcus pyogenes, mutR, transcriptional regulation, metabolism, virulence.
Адрес для переписки:
Дмитриев Александр Валентинович
197376, Россия, Санкт-Петербург, ул. акад. Павлова, 12,
ФГБУ НИИЭМ СЗО РАМН.
Тел.: (812) 234-68-57. Факс: (812) 234-94-77.
E-mail: admitriev10@yandex.ru
Библиографическое описание:
Зуткис А.А., Мильман Б.Л., Дмитриев А.В. Роль гена mutR в метаболизме и вирулентности штаммов Streptococcus pyogenes генотипа emm12 // Инфекция и иммунитет. 2014. Т. 4, № 4. С. 339-346. doi: 10.15789/2220-7619-2014-4-339-346
Contacts:
Alexander V. Dmitriev
197376, Russian Federation, St. Petersburg, Akademika Pavlova str., 12,
Institute of Experimental Medicine.
Phone: +7 (812) 234-68-57. Fax: +7 (812) 234-94-77.
E-mail: admitriev10@yandex.ru
Citation:
Zutkis A.A., Milman B.L., Dmitriev A.V. The role of mutR gene In metabolism and virulence of emm12 genotype Streptococcus pyogenes strains // Russian Journal of Infection and Immunity = Infektsiya i immunitet, 2014, vol. 4, no. 4, pp. 339-346. doi: 10.15789/2220-7619-2014-4-339-346
Работа поддержана грантом РФФИ, проект № 13-04-01864а, и грантом Правительства Санкт-Петербурга в области научной и научно-технической деятельности.
© Зуткис А.А., Мильман Б.Л., Дмитриев А.В., 2014 DOI: http://dx.doi.org/10.15789/2220-7619-2014-4-339-346
Введение
Streptococcus pyogenes является одним из наиболее часто встречающихся возбудителей бактериальных инфекций человека. К заболеваниям, вызываемым S. pyogenes, относятся: тонзиллофарингит, скарлатина, рожистое воспаление, флегмоны, гломерулонефрит, некро-тизирующий фасцит, синдром токсического шока и др. [11].
Штаммы S. pyogenes способны быстро и эффективно адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды при помощи различных регуляторных механизмов [17]. Одним из таких механизмов является регуляция транскрипции генов при помощи белков-регуляторов. Такие белки содержат участок «спираль-поворот-спираль», за счет которого они взаимодействуют с промоторными областями отдельных генов, в том числе, генов патогенности, влияя на уровни их транскрипции, и, как следствие, на уровни экспрессии кодируемых ими белков [9, 19].
Ген mutR S. pyogenes кодирует белок-регулятор транскрипции MutR. Этот ген лишь один из многочисленных генов-регуляторов S. pyogenes, контролирующих транскрипцию генов, которые вовлечены в разнообразные процессы, происходящие в S. pyogenes. К числу генов-регуляторов, изучаемых в настоящее время в ведущих лабораториях мира, относятся гены mga [15, 16, 20], rivR [21, 25], ralp3 [18, 22, 23], srv [10], rgg [5, 7], mtsR [24] и ряд других, и схема исследования подобных генов является стандартной — выбор конкретного гена-регулятора, что полностью зависит от желания и интуиции экспериментатора, инактивация гена в исходном штамме и сравнение свойств исходного и мутантного штаммов. В большинстве случаев полученные результаты носят фундаментальный характер и доказывают роль каждого из изучаемых генов в конкретном физиологическом процессе — адаптации к условиям окружающей среды [8, 12], способности формировать биопленки [7], способности использовать различные субстраты для размножения и роста [8], способности активировать или репрессировать транскрипцию генов вирулентности [6, 13, 14, 19, 25] и др. При этом многие из изучаемых белков-регуляторов S. pyogenes являются негативными регуляторами вирулентных свойств, то есть при инактивации гена-регулятора штаммы становятся высоковирулентными [19, 26].
Недавно нами было показано, что белок-регулятор MutR существенно отличается по своей функциональной роли от других ре-
гуляторов S. pyogenes. На модели штамма SF370 (генотип emm1) было продемонстрировано, что инактивация гена mutR приводит к полной потере вирулентных свойств при моделировании стрептококковой инфекции на лабораторных животных; мутантный по гену mutR штамм эффективно подвергается фагоцитозу в цельной человеческой крови в отличие от штамма SF370; и мутантный штамм характеризуется существенно меньшей адгезивной способностью к эпителиальным клеткам человека [1, 27].
Целью данного исследования является инактивация гена mutR у штаммов одного из наиболее часто встречающихся генотипов S. pyogenes (emm12) и дальнейшее изучение его функциональной роли в метаболизме и вирулентности стрептококков.
Материалы и методы
В исследовании использовали 30 штаммов S. pyogenes генотипа emm12 из коллекции ФГБУ НИИЭМ СЗО РАМН, выделенных от детей младшего школьного возраста: 18 штаммов были выделены в Санкт-Петербурге в 2007—
2008 гг., и 12 штаммов — в Пекине в 2006—
2009 гг. Все штаммы были выделены как от здоровых носителей, так и от детей с клиническими проявлениями различных стрептококковых инфекций, таких как гнойный синусит, скарлатина, острый и хронический тонзиллит. Штамм E. coli DH5a использовали для получения препаративных количеств плазмидной ДНК.
Культивирование штаммов S. pyogenes осуществляли в жидкой среде Todd-Hewitt Broth (HiMedia Laboratories, Индия) и на 1,5% агари-зованных средах на основе Todd-Hewitt Broth с добавлением человеческой эритроцитарной массы до конечной концентрации 5% при температуре 37°С без перемешивания. Штамм E. coli культивировали в бульоне BHI (Gibco, США) при температуре 37°С и перемешивании на качалке роторного типа Sky Line (ELMI, Латвия) или на 1,5% агаризованной среде на основе Luria-Bertani (HiMedia). Питательные среды готовили в соответствии с прилагаемыми к ним инструкциями. Концентрация эритромицина при культивировании рекомбинант-ных штаммов S. pyogenes и E. coli составила 2,5 и 200 мкг/мл соответственно.
Генно-инженерные манипуляции (рестрикция, лигирование, трансформация E. coli лигазной смесью, электрофоретическое разделение ДНК в агарозном геле) проводили в соответствии с руководством [2]. Выделение
хромосомной ДНК осуществляли методом фе-нол/хлороформенной экстракции. Выделение ДНК из агарозного геля осуществляли с помощью коммерческого набора «AxyPrep DNA Gel Extrection Kit» (Axygen, США) согласно инструкции производителя. Плазмидные ДНК выделяли с использованием Axy Prep™ Plasmid Midiprep Kit (Axygen).
Трансформацию микроорганизмов осуществляли методом электропорации на приборе Gene Pulser Xcell по методике, рекомендованной производителем (Bio-Rad Laboratories, США).
Для амплификации гена mutR проводили ПЦР с праймерами MutR-1 (5'-CAT GAC TGT CTC CTT TCT GAT TTT C -3') и MutR+1 (5'-CCG TTA TTT AAA GGA CAG CTA GAC C -3'). Секвенирование использовали для определения последовательности гена mutR и подтверждения того, что в результате инсерционного мутагенеза рекомбинантная плазмида встроилась в ожидаемую область структурной части гена mutR. Секвенирование ДНК проводили на секвенаторе Beckman Coulter CEQ™ 8000 (США) согласно инструкции производителя.
Анализ активности секретируемых ДНКаз осуществляли методом пересева штаммов уколом на плотную среду с метиленовым зеленым и выращиванием их в течение ночи. Зона вокруг колонии свидетельствовала о наличии у штамма секретируемых ДНКаз, об уровне экспрессии которых судили по диаметру зоны просветления [14].
Для оценки адгезивных свойств штаммы выращивали при 37°С в 40 мл бульона Todd-Hewitt Broth в течение ночи, клетки центрифугировали и отмывали физиологическим раствором. Отмытые клетки ресуспендиро-вали в физиологическом растворе, и 107 КОЕ S. pyogenes инкубировали с 105 эпителиальных клеток при температуре 37°С в течение 30 мин. Число адгезировавших клеток стрептококков оценивали при помощи микроскопа Leica DM750 (Leica Microsystems).
Анализ клеточных лизатов осуществляли с помощью электрофореза в полиакрила-мидном геле (SDS-PAGE) и двумерного гель-электрофореза. Для приготовления лизатов осадки клеток суспендировали в физиологическом растворе, смешивали с равным объемом буферного раствора, содержащего 10% ß-меркаптоэтанола, и кипятили в течение 10 мин. Двумерный электрофорез проводили, как описано ранее [8]. Анализируемые белки, разделенные методами SDS-PAGE и двумерного гель-электрофореза, подвергали трипсино-лизу в геле по стандартной методике.
Масс-спектрометрию проводили на приборах масс-спектрометр Ultraflextreme и хрома-томасс-спектрометр Maxis 4G (Bruker, Германия). Триптические пептиды определяли методом масс-спектрометрии MALDI LIFT ToF/ToF. Для каждого белка регистрировали масс-спектр (MC1) суммы пептидов, содержащий пики их ионов [M+H]+. Для 8—12 наиболее интенсивных пиков регистрировали масс-спектры фрагментных ионов в режиме LIFT (MC2). Соответствующие белки идентифицировали по совпадению масс ионов пептидов (спектры МС1) и их фрагментов (спектры МС2) с использованием программы Mascot и баз данных аминокислотных последовательностей SwissProt и NCBInr.
В качестве лабораторных животных использовали беспородных мышей (самцы, 10—12 нед., вес 14—16 г, питомник лабораторных животных «Рапполово»). Для моделирования стрептококковой инфекции штаммы выращивали при 37°С в 40 мл бульона Todd-Hewitt Broth в течение ночи, клетки центрифугировали и отмывали физиологическим раствором. Отмытые клетки ресуспендировали в физиологическом растворе. Животным вводили внутрибрюшно по 0,5 мл микробной суспензии с различными концентрациями возбудителя (3,5 х 108 — 4 х 108 КОЕ/животное), в зависимости от штамма микроорганизма. Для каждой дозы заражения использовали по 15 мышей. Наблюдение вели в течение 10 дней. Для подтверждения гибели животных от стрептококковой инфекции делали счетные высевы микроорганизмов из селезенок.
Статистическую достоверность различий в вирулентности штаммов при внутрибрюш-ном заражении лабораторных мышей определяли с использованием кривых выживаемости Каплана—Мейера, логарифмического рангового критерия и программного обеспечения «GraphPad Prism».
Результаты
Конструирование штаммов S. pyogenes, мутантных по гену mutR
Все 30 штаммов S. pyogenes генотипа emm12, использованные в работе, были проанализированы на наличие гена mutR методом ПЦР. В результате было обнаружено, что все штаммы содержали данный ген. Ранее было показано, что в штамме SF370 (генотип emm1) ген mutR контролирует вирулентные свойства [27]. Исходя из этого, с использованием модели внутрибрюшного заражения лабораторных мышей были отобраны два наиболее вирулент-
ных штамма генотипа emm12 — штамм № 97 (острый тонзиллит, Россия) и штамм № 152 (бессимптомное носительство, Россия).
В штаммах S. pyogenes № 97 и № 152 ген mutR был инактивирован методом инсерционного мутагенеза с использованием ранее сконструированной плазмиды pVA891[mutR] [1]. Ин-серционный мутагенез должен был привести к встраиванию плазмиды pVA891[mutR] в ген белка-регулятора mutR и нарушению структурной области гена. В результате электропорации штаммов S. pyogenes № 97 и № 152 были получены клоны, устойчивые к действию эритромицина, а полученные мутантные штаммы были названы № 97[mutR] и № 152[mutR] соответственно. Секвенирование подтвердило ожидаемое встраивание плазмиды pVA891[mutR] в структурную часть ген mutR (данные не приведены).
Сравнительный анализ метаболизма штаммов
При росте штаммов в жидкой питательной среде Todd-Hewitt Broth были отмечены существенные различия. Так, например, штаммы
№ 97 и № 152 имели характерный придонный рост, а штаммы № 97[mutR] и № 152[mutR] росли во всем объеме среды, и только к середине стационарной фазы их рост становился придонным и сходным с таковым у исходных штаммов (данные не приведены), подтверждая существенную роль гена mutR в метаболизме S. pyogenes. При этом инактивация гена mutR привела к значительным изменениям в скорости роста штаммов. Так, у штамма № 152 инактивация гена mutR привела к значительному уменьшению продолжительности лаг-фазы и лог-фазы роста, при этом стационарной фазы роста мутантный штамм № 152[mutR] достиг уже через 4 ч, тогда как исходный штамм — через 6 ч (рис. 1). В то же время, в штамме № 97 инактивация гена mutR привела к совершенно другим результатам — продолжительность лаг-фазы у му-тантного штамма № 97[mutR] немного увеличилась. При этом оптическая плотность культуры № 97, соответствующая стационарной фазе роста, превышала таковую культуры № 97[mutR] (рис. 1).
№ 152[mutR]
о о
Время, ч
о
О
№97
№ 97 [mutR]
Время, ч
Рисунок 1. Рост штаммов S. pyogenes в Todd-Hewitt Broth
Примечание. Значения оптических плотностей (ось ординат) и доверительные интервалы приведены, исходя из результатов трех независимых экспериментов.
№ 97
№ 152
№ 97[mutR]
№ 152[mutR]
Рисунок 2. Экспрессия секретируемых нуклеаз у штаммов S. pyogenes
При анализе экспрессии секретируемых нуклеаз было показано, что у обоих мутантных штаммов она оказалась существенно снижена по сравнению с таковой у исходных штаммов № 97 и № 152 (рис. 2).
При анализе внутриклеточных белков методами SDS-PAGE и двумерного электрофореза был выявлен ряд отличий. Так, для штаммов № 152 и № 152[тШ^], а также для штаммов № 97 и № 97[mutR] некоторые из белковых продуктов были идентифицированы методом масс-спектрометрии, и выявлена разница в экспрессии ряда белков/изоформ белков. В частности, у штамма № 152[mutR] оказались снижены уровни экспрессия энолазы, фактора элонгации Тв, пируваткиназы по сравнению со штаммом № 152 (рис. 3). Кроме того, в мутантном штамме перестала экспрессироваться одна из изоформ фосфоглицераткиназы и начала экспрессиро-ваться одна из изоформ фактора элонгации Ти (рис. 3). У штамма № 97[mutR] оказался снижен уровень экспрессии орнитинкарбомоилтранс-феразы и повышен уровень экспрессии фактора элонгации Ти по сравнению со штаммом № 97 (данные не приведены).
Сравнительный анализ вирулентных свойств штаммов
В результате исследования обнаружено, что в результате инактивации гена mutR адгезивные свойства S. pyogenes к клеткам человеческого эпителия значительно снижаются. Так, среднее число стрептококковых клеток на одну эпителиальную клетку для штаммов № 97 и № 97[mutR] оказалось равным 26 и 8 соответственно, а для штаммов № 152 и № 152[mutR] — 79 и 9 соответственно (данные не приведены). Анализ вирулентных свойств на мышиной модели показал, что инактивация гена mutR привела к снижению вирулентных свойств штамма № 152 в 4,7 раза, а штамм № 97[mutR] оказался авирулентным по сравнению со штаммом № 97 (рис. 4).
Обсуждение
Исследования молекулярных механизмов регуляции экспрессии генов, в том числе, генов патогенности,обеспечивающихмикроорганиз-мам способность приводить к патологическим процессам в организме человека, являются од-
№ 152[mutR]
№ 152
75 kDa 50 kDa
35 kDa
Рисунок 3. Анализ клеточных лизатов штаммов № 152[ти1Я] и № 152 методами двумерного электрофореза и спектрометрии
Примечание. Цифрами отмечены продукты, соответствующие следующим белкам: 1 — энолаза; 2 — фосфоглицераткиназа; 3 — фактор элонгации Те; 4 — пируваткиназа; 5 — фактор элонгации Ти.
II—1 1 № 152[mutR], 4 • 10s КОЕ
—L- ■ № 152,4-108 КОЕ t-▲-А-▲-▲
О 2 4 6 8 10
100 80 60 40 20
№ 97[mutR], 3,5-108 КОЕ
п
1
№97, 3,5-108 КОЕ
-А-▲
8
10
Рисунок 4. Динамика гибели лабораторных мышей при внутрибрюшном заражении штаммами S. pyogenes № 152, № 152[mutR] и штаммами № 97, № 97[mutR]
Примечание. На оси абсцисс — количество дней от начала заражения животных, на оси ординат — процент выживших животных.
ним из наиболее приоритетных направлений современной микробиологии [4]. S. pyogenes, вызывающий широкий спектр инфекционных заболеваний, в том числе, тяжелые инвазивные заболевания, и являющийся причиной постстрептококковых осложнений — один из интенсивно изучаемых микроорганизмов [11].
Цель исследований большинства из генов-регуляторов S. pyogenes — показать функциональную роль конкретного гена в конкретном физиологическом процессе, например, адаптации к условиям окружающей среды [8, 12], способности формировать биопленки [7], способности ферментировать различные биологические молекулы [8], способности влиять на транскрипцию генов вирулентности и вирулентные свойства [6, 13, 14, 19, 25]. При этом крайне сложно предположить, какое место в разветвленной регуляторной сети S. pyogenes занимает конкретный ген-регулятор транскрипции.
Следует отметить, что регуляция экспрессии генов и вирулентных свойств у S. pyogenes может кардинальным образом отличаться у разных штаммов. Так, например, результаты инактивации одного и того же гена-регулятора транскрипции rgg у трех разных штаммов харак-
теризовались штаммовой специфичностью — инактивация либо не приводила к изменению вирулентности, либо приводила к увеличению вирулентности, либо приводила к уменьшению вирулентности соответственно [3, 19].
В данной работе в качестве объекта исследования был выбран ген-регулятор транскрипции mutR, инактивация которого в штамме S. pyogenes генотипа emm1 приводила к потере вирулентных свойств [1, 27]. В результате инактивации данного гена у двух штаммов одного из наиболее распространенных генотипов, emm12, было показано его влияние на многочисленные физиологические процессы. Например, было показано, что ген mutR контролирует скорость и характер роста штаммов в жидкой питательной среде (рис. 1), активирует экспрессию секретируемых нуклеаз, являющихся факторов факторами патогенности (рис. 2), влияет на экспрессию ряда белков, важных для размножения и роста S. pyogenes (рис. 3). Многие из проанализированных свойств зависели от активности гена mutR штаммоспецифичес-ким образом, что неудивительно, учитывая штаммоспецифическую активность другого гена-регулятора S. pyogenes — rgg [13, 14].
Вместе с тем, во всех трех изученных штаммах S. pyogenes ген mutR выполняет роль гена-активатора вирулентных свойств. Важно отметить, что это свойство характерно для наиболее распространенных генотипов S. pyogenes, emml и emm12. Инактивация гена mutR приводит к значительному снижению вирулентных свойств или их полной утрате микроорганизмом при модельных экспериментах на лабораторных животных, в цельной человеческой крови и на эпителиальных клетках [1, 27].
Таким образом, полученные в настоящем исследовании данные значительно расширили представления о функциональной роли гена-регулятора mutR в патогенезе заболеваний, вызываемых S. pyogenes. Дальнейшие исследования могут быть направлены на разработку нового класса антибактериальных препаратов, селективно действующих на ген mutR или его белковый продукт, MutR, с целью профилактики и лечения стрептококковых заболеваний человека.
Список литературы/References
1. Дмитриев А.В., Рождественская А.С., Зуткис А.А., Тотолян А.А. Направленная регуляция патогенных 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 Academic 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, 545p.]
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 Academic 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 immu-nitet = 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 Mga-regulated 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. Trevino J., Liu Z., Cao T.N., Ramirez-Pena 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.
Авторы:
Зуткис А.А., младший научный сотрудник лаборатории функциональной геномики и протеомики микроорганизмов отдела молекулярной микробиологии ФГБУ НИИЭМ СЗО РАМН, Санкт-Петербург, Россия;
Мильман Б.Л., д.х.н., зав. лабораторией биомедицинской и фармацевтической масс-спектрометрии отдела молекулярной микробиологии ФГБУ НИИЭМ СЗО РАМН, Санкт-Петербург, Россия;
Дмитриев А.В., д.б.н., зам. директора по научной работе, зав. отделом экологической физиологии ФГБУ НИИЭМ СЗО РАМН, Санкт-Петербург, Россия.
Поступила в редакцию 19.07.2014 Отправлена на доработку 20.09.2014 Принята к печати 24.11.2014
Authors:
Zutkis A.A., Junior Researcher, Laboratory of the Functional Genomics and Proteomics of Microorganisms, Department of Molecular Microbiology, Institute of Experimental Medicine, St. Petersburg, Russian Federation; Milman B.L., PhD, MD (Chemistry), Head of the Laboratory of Biomedical and Pharmaceutical Mass-Spectrometry, Department of Molecular Microbiology, Institute of Experimental Medicine, St. Petersburg, Russian Federation;
Dmitriev А.V., PhD, MD (Biology), Deputy Director on Science, Head of the Department of Ecological Physiology, Institute of Experimental Medicine, St. Petersburg, Russian Federation.
Received 19.07.2014 Revision received 20.09.2014 Accepted 24.11.2014
