Изучение трехмерной структуры вириона Stx-конвертирующего бактериофага ϕ24b методами криоэлектронной микроскопии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработана модифицированная методика культивирования, концентрирования и очистки препаратов фага ϕ24B. В частности, использован новый лизогенный штамм-продуцент фага, лишенный жгутиков, оптимизированы условия индукции, применены очистка в градиенте сахарозы и концентрирование осаждением на подушку из фреона 113. При помощи данного метода был получен препарат Stx-конвертирующего бактериофага ϕ24B, пригодный для прямого анализа методом крио-ЭМ. На основании данных крио-ЭМ для данного фага впервые произведена первичная трехмерная реконструкция вирионов. Описана структура хвоста фага ϕ24B. Показано, что адсорбционный аппарат данного вируса представлен шестью тонкими боковыми фибриллами и расположенной на конце хвоста осевой фибриллой. Такое устройство хвостовой структуры согласуется с ранее выдвинутой гипотезой, основанной на анализе рецептор-распознающих белков этого бактериофага.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. С. Кузнецов

ФИЦ “Фундаментальные основы биотехнологии” РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: alexbluesking@gmail.com
Россия, Москва

А. В. Моисеенко

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: alexbluesking@gmail.com
Россия, Москва

E. E. Куликов

ФИЦ “Фундаментальные основы биотехнологии” РАН

Email: alexbluesking@gmail.com
Россия, Москва

А. В. Летаров

ФИЦ “Фундаментальные основы биотехнологии” РАН; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: alexbluesking@gmail.com
Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Allison H. E., Sergeant M. J., James C. E., Saunders J. R., Smith D. L., Sharp R. J., Marks T. S., McCarthy A. J. Immunity profiles of wild-type and recombinant shiga-like toxin-encoding bacteriophages and characterization of novel double lysogens // Infect. Immun. 2003. V. 71. P. 3409‒3418.
  2. Blake K. S., Choi J., Dantas G. Approaches for characterizing and tracking hospital-associated multidrug-resistant bacteria // Cell. Mol. Life Sci. 2021. V. 78. P. 2585‒2606.
  3. Callaway T. R., Carr M. A., Edrington T. S., Anderson R. C., Nisbet D. J. Diet, Escherichia coli O157:H7, and cattle: a review after 10 years // Curr. Iss. Mol. Biol. 2009. V. 11. P. 67‒79.
  4. de Oliveira G. A., Silva J. L. Cryo-EM to visualize the structural organization of viruses // Curr. Opin. Virol. 2021. V. 49. P. 86‒91.
  5. Freedman S. B., Xie J., Neufeld M. S., Hamilton W. L., Hartling L., Tarr P. I., Alberta Provincial Pediatric Enteric Infection T., Nettel-Aguirre A., Chuck A., Lee B., Johnson D., Currie G., Talbot J., Jiang J., Dickinson J., Kellner J., MacDonald J., Svenson L., Chui L., Louie M., Lavoie M., Eltorki M., Vanderkooi O., Tellier R., Ali S., Drews S., Graham T., Pang X. L. Shiga toxin-producing Escherichia coli infection, antibiotics, and risk of developing hemolytic uremic syndrome: a meta-analysis // Clin. Infect. Dis. 2016. V. 62. P. 1251‒1258.
  6. Golomidova A. K., Efimov A. D., Kulikov E. E., Kuznetsov A. S., Belalov I. S., Letarov A. V. O antigen restricts lysogenization of non-O157 Escherichia coli strains by Stx-converting bacteriophage phi24B // Sci Rep. 2021. V. 11. Art. 3035.
  7. Kulikov E. E., Golomidova A. K., Prokhorov N. S., Ivanov P. A., Letarov A. V. High-throughput LPS profiling as a tool for revealing of bacteriophage infection strategies // Sci. Rep. 2019. V. 9. Art. 2958.
  8. Llarena A. K., Aspholm M., O’Sullivan K., Wegrzyn G., Lindback T. Replication region analysis reveals non-lambdoid Shiga toxin converting bacteriophages // Front. Microbiol. 2021. V. 12. Art. 640945.
  9. Mathieu A., Dion M., Deng L., Tremblay D., Moncaut E., Shah S. A., Stokholm J., Krogfelt K. A., Schjorring S., Bisgaard H., Nielsen D. S., Moineau S., Petit M. A. Virulent coliphages in 1-year-old children fecal samples are fewer, but more infectious than temperate coliphages // Nat. Commun. 2020. V. 11. Art. 378.
  10. Muniesa M., Serra-Moreno R., Jofre J. Free Shiga toxin bacteriophages isolated from sewage showed diversity although the stx genes appeared conserved // Environ. Microbiol. 2004. V. 6. P. 716‒725.
  11. Riley L. W. Pandemic lineages of extraintestinal pathogenic Escherichia coli // Clin. Microbiol. Infect. 2014. V. 20. P. 380‒390.
  12. Rollauer S. E., Sooreshjani M. A., Noinaj N., Buchanan S. K. Outer membrane protein biogenesis in Gram-negative bacteria // Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 2015. V. 370. Art. 1679.
  13. Sausset R., Petit M. A., Gaboriau-Routhiau V., De Paepe M. New insights into intestinal phages // Mucosal Immunol. 2020. V. 13. P. 205‒215.
  14. Smith D. L., James C. E., Sergeant M. J., Yaxian Y., Saunders J. R., McCarthy A.J., Allison H. E. Short-tailed stx phages exploit the conserved YaeT protein to disseminate Shiga toxin genes among enterobacteria // J. Bacteriol. 2007. V. 189. P. 7223‒7233.
  15. Smith D. L., Rooks D. J., Fogg P. C., Darby A. C., Thomson N. R., McCarthy A.J., Allison H. E. Comparative genomics of Shiga toxin encoding bacteriophages // BMC Genomics. 2012. V. 13. Art. 311.
  16. Todd E. C.D. Preliminary estimates of costs of foodborne disease in Canada and costs to reduce salmonellosis // J. Food Prot. 1989. V. 52. P. 586‒594.
  17. Trachtman H., Austin C., Lewinski M., Stahl R. A. Renal and neurological involvement in typical Shiga toxin-associated HUS // Nat. Rev. Nephrol. 2012. V. 8. P. 658‒669.
  18. Zhang J. T., Yang F., Du K., Li W. F., Chen Y., Jiang Y. L., Li Q., Zhou C. Z. Structure and assembly pattern of a freshwater short-tailed cyanophage Pam1 // Structure. 2022. V. 30. P. 240‒251. e244.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Структурные особенности бактериофага ϕ24B: a — изображение вирионов, полученное при помощи ПЭМ; б — трехмерная реконструкция целого вириона; в ‒ трехмерная реконструкция хвоста (градиент цвета от красного к синему отражает расстояние от центральной оси хвоста)

Скачать (587KB)

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах