«CANDIDATUS MIDICHLORIA MITOCHONDRII»: A NEW MEMBER OF ORDER RICKETTSIALES, ENDOSYMBIONT OF IXODES RICINUS TICK

封面

如何引用文章

全文:

详细

«Candidatus Midichloria mitochondrii» is the sheep tick Ixodes ricinus endosymbiont. This unique bacteria can occupy and persist within the mitochondria of animals. I. ricinus is an important vector of human pathogens in natural focal of infections. «Candidatus M. mitochondrii» found in the intermembrane space of mitochondria and in the cytoplasm of ovarian cells in 100% females of I. ricinus. The bacteria contain flagella in the salivary glands of ticks. «Candidatus M. mitochondrii» has two groups of unique genes for the members of the order Rickettsiales (cbb3 cytochrome oxidase and flagellin), which allows it to play an important role in embryogenesis of the I. ricinus ticks and cause seroconversion in 58% of patients after ticks bloodsucking. This bacterium formed MALOs group (midichloria and like organisms) with genetically closely related organisms which demonstrated a association with a wide range of host from arthropods to ciliates, amoebae, sponges, fish and various animals and humans. Now there is no data about replication the «Candidatus M. mitochondrii» in humans and pathogenicity of this microorganism. Although a high percentage of seropositive samples obtained from patients after bloodsucking of I. ricinus in anamnesis, this bacterium cannot yet be regarded as responsible for the pathology as known human pathogenic from order Rickettsi-ales (Rickettsia, Anaplasma and Ehrlichia spp.). Needed to reconsider the attitude to an immune response to the saliva of I. ricinus, taking into account the potential impact of «Candidatus M. mitochondrii». It is considered highly possible role of this bacterium in the immune response and immunomodulation in humans with bloodsucking of I. ricinus in anamnesis. DNA of «Candidatus M. mitochondrii» was the first time detected in I. ricinus ticks from European part of Russia.

作者简介

S. Shpynov

N.F. Gamaleya Federal Center of Epidemiology and Microbiology, Moscow, Russian Federation

编辑信件的主要联系方式.
Email: stan63@inbox.ru

PhD, MD (Medicine), Head of Laboratory of Ecology of Rickettsiae

俄罗斯联邦

参考

  1. Медянников О.Ю., Иванов Л.И., Nishikawa M., Saito R., Сидельников И.Н., Здановская Н.И., Мокрецова Е.В., Тарасевич И.В., Suzuki H. Микроорганизм «Montezuma» из порядка Rickettsiales: потенциальный возбудитель клещевого трансмиссивного заболевания на Дальнем Востоке России // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2004. № 1. С. 7–13. [Mediannikov O., Ivanov L.I., Nishikawa M., Saito R., Sidel’nikov I.N., Zdanovskaia N.I., Mokretsova E.V., Tarasevich I.V., Suzuki H. Microorganism “Montezuma” of the order Rickettsiales: the potential causative agent of tick-borne disease in the Far East of Russia. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 2004, no. l, pp. 7–13. (In Russ.)]
  2. Филиппова Н.А. Иксодовые клещи подсемейства Ixodinae. Л.: Наука, 1977. 396 с. [Filippova N.A. Iksodovye kleshhi podsemejstva Ixodinae [Ixodidae, Ticks of Subfamily of Ixodinae]. Leningrad: Nauka, 1977. 396 p.]
  3. Bazzocchi C., Mariconti M., Sassera D., Rinaldi L., Martin E., Cringoli G., Urbanelli S., Genchi C., Bandi C., Epis S. Molecular and serological evidence for the circulation of the tick symbiont Midichloria (Rickettsiales: Midichloriaceae) in different mammalian species. Parasites & Vectors, 2013, no. 6, pp. 350–356. doi: 10.1186/1756-3305-6-350
  4. Beninati T., Lo N., Sacchi L., Genchi C., Noda H., Bandi C. A novel alpha-Proteobacterium resides in the mitochondria of ovarian cells of the tick Ixodes ricinus. Appl. Environ. Microbiol., 2004, no. 70, pp. 2596–2602. doi: 10.1128/AEM.70.5.2596-2602.2004
  5. Beninati T., Riegler M., Vilcins I.M., Sacchi L., McFadyen R., Krockenberger M., Bandi C., O’Neill S.L., Lo N. Absence of the symbiont Candidatus Midichloria mitochondrii in the mitochondria of the tick Ixodes holocyclus. FEMS Microbiol. Lett., 2009, no. 299, pp. 241–247. doi: 10.1186/s13071-015-0958-3
  6. Boscaro V., Petroni G., Ristori A., Verni F., Vannini C. “Candidatus Defluviella procrastinata” and “Candidatus Cytrobacter zanobii”, two novel ciliate endosymbionts belonging to the “Midichloria clade”. Microb. Ecol., 2013, no. 65, pp. 302–310. doi: 10.1007/s00248-012-0170-3
  7. Dumler J., Walker D. Order II. Rickettsiales Gieszczykiewicz 1939, 25AL emend. In: Bergey’s manual of systematic bacteriology. 2nd ed. Ed. Garrity G., Brenner D., Krieg N., Staley J. New York, Springer-Verlag, 2005, pp. 96–160.
  8. Epis S., Mandrioli M., Genchi M., Montagna M., Sacchi L., Pistone D., Sassera D. Localization of the bacterial symbiont Candidatus Midichloria mitochondrii within the hard tick Ixodes ricinus by whole-mount FISH staining. Ticks Tick-Borne Dis., 2013, no. 4, pp. 39–45. doi: 10.1016/j.ttbdis.2012.06.005
  9. Epis S., Sassera D., Beninati T., Lo N., Beati L., Piesman J., Rinaldi L., McCoy K.D., Torina A., Sacchi L., Clementi E., Genchi M., Magnino S., Bandi C. Midichloria mitochondrii is widespread in hard ticks (Ixodidae) and resides in the mitochondria of phylogenetically diverse species. Parasitology, 2008, no. 135, pp. 485–494. doi: 10.1017/S0031182007004052
  10. Fraune S., Bosch T.C. Long-term maintenance of species-specific bacterial microbiota in the basal metazoan Hydra. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2007, no. 104, pp. 13146–13151. doi: 10.1073/pnas.0703375104
  11. Gofton A.W., Oskam C.L., Lo N., Beninati T., Wei H., McCarl V., Murray D.C., Paparini A., Greay T.L., Holmes A.J., Bunce M., Ryan U., Irwin P. Inhibition of the endosymbiont “Candidatus Midichloria mitochondrii” during 16S rRNA gene profiling reveals potential pathogens in Ixodes ticks from Australia. Parasit Vectors, 2015, no. 25, pp. 345–352. doi: 10.1186/s13071-015-0958-3
  12. Granquist E.G., Kristiansson M., Lindgren P.E., Matussek A., Nødtvedt A., Okstad W., Stuen S. Evaluation of microbial communities and symbionts in Ixodes ricinus and ungulate hosts (Cervus elaphus and Ovis aries) from shared habitats on the west coast of Norway. Ticks Tick Borne Dis., 2014, no. 5 (6), pp. 780–784. doi: 10.1016/j.ttbdis.2014.05.005
  13. Harrus S., Perlman-Avrahami A., Mumcuoglu K.Y., Morick D., Eyal O., Baneth G. Molecular detection of Ehrlichia canis, Anaplasma bovis, Anaplasma platys, Candidatus Midichloria mitochondrii and Babesia canis vogeli in ticks from Israel. Clin. Microbiol. Infect., 2011, no. 17 (3), pp. 459–463. doi: 10.1111/j.1469-0691.2010.03316.x
  14. Hess S., Suthaus A., Melkonian M. “Candidatus Finniella” (Rickettsiales, Alphaproteobacteria), Novel Endosymbionts of Viridiraptorid Amoeboflagellates (Cercozoa, Rhizaria). Appl. Environ. Microbiol., 2015, vol. 82, no. 2, pp. 659–670. doi: 10.1128/AEM.02680-15
  15. Jiang J., Maina A.N., Knobel D.L., Cleaveland S., Laudisoit A., Wamburu K., Ogola E., Parola P., Breiman R.F., Njenga M.K., Richards A.L. Molecular detection of Rickettsia felis and Candidatus Rickettsia asemboensis in fleas from human habitats, Asembo, Kenya. Vector Borne Zoonotic Dis., 2013, no. 13 (8), pp. 550–558. doi: 10.1089/vbz.2012.1123
  16. Lewis D. The detection of rickettsia-like microorganisms within the ovaries of female Ixodes ricinus ticks. Z. Parasitenkd., 1979, no. 59 (3), pp. 295–298.
  17. Lloyd S.J., LaPatra S.E., Snekvik K.R., St-Hilaire S., Cain K.D., Call D.R. Strawberry disease lesions in rainbow trout from southern Idaho are associated with DNA from a Rickettsia-like organism. Dis. Aquat. Organ., 2008, no. 82, pp. 111–118. doi: 10.3354/dao01969
  18. Lommano E., Bertaiola L., Dupasquier C., Gern L. Infections and coinfections of questing Ixodes ricinus ticks by emerging zoo notic pathogens in Western Switzerland. Appl. Environ. Microbiol., 2012, no. 78 (13), pp. 4606–4612. doi: 10.1128/AEM.07961-11
  19. Mariconti M., Epis S., Gaibani P., Dalla Valle C., Sassera D., Tomao P., Fabbi M., Castelli F., Marone P., Sambri V., Bazzocchi C., Bandi C. Humans parasitized by the hard tick Ixodes ricinus are seropositive to Midichloria mitochondrii: is Midichloria a novel pathogen, or just a marker of tick bite? Pathog. Glob. Health, 2012, vol. 106, no. 7, pp. 391–396. doi: 10.1179/2047773212Y.0000000050
  20. Mariconti M., Epis S., Sacchi L., Biggiogera M., Sassera D., Genchi M., Alberti E., Montagna M., Bandi C., Bazzocchi C. A study on the presence of flagella in the order Rickettsiales: the case of “Candidatus Midichloria mitochondrii. Microbiology, 2012, vol. 158, iss. 7 , pp. 1677–1683. doi: 10.1099/mic.0.057174-0
  21. Matsuura Y., Kikuchi Y., Meng X.Y., Koga R., Fukatsu T. Novel clade of alphaproteobacterial endosymbionts associated with stinkbugs and other arthropods. Appl. Environ. Microbiol., 2012, no. 78, pp. 4149–4156. doi: 10.1128/AEM.00673-12
  22. Mediannikov O., Aubadie-Ladrix M., Raoult D. Candidatus “Rickettsia senegalensis” in cat fleas in Senegal. New Microbes New Infect., 2015, no. 3, pp. 24–28. doi: 10.1016/j.nmni.2014.10.005
  23. Montagna M., Sassera D., Epis S., Bazzocchi C., Vannini C., Lo N., Sacchi L., Fukatsu T., Petroni G., Bandi C. “Candidatus Midichloriaceae” fam. nov. (Rickettsiales), an ecologically widespread clade of intracellular Alphaproteobacteria. Appl. Environ. Microbiol., 2013, no. 79, pp. 3241–3248. doi: 10.1128/AEM.03971-12
  24. Murray R.G., Stackebrandt E. Taxonomic note: implementation of the provisional status Candidatus for incompletely described procaryotes. Int. J. Syst. Bacteriol., 1995, no. 45 (1), pp. 186–187.
  25. Ninio C., Plantard O., Serra V., Pollera C., Ferrari N., Cafiso A., Sassera D., Bazzocchi C. Antibiotic treatment of the hard tick Ixodes ricinus: influence on Midichloria mitochondrii load following blood meal. Ticks Tick Borne Dis., 2015, no. 6 (5), pp. 653– 657. doi: 10.1016/j.ttbdis.2015.05.011
  26. Palomar A.M., Portillo A., Santibáñez P., Mazuelas D., Roncero L., García-Álvarez L., Santibáñez S., Gutiérrez Ó., Oteo J.A. Detection of tick-borne Anaplasma bovis, Anaplasma phagocytophilum and Anaplasma centrale in Spain. Med. Vet. Entomol., 2015, no. 29(3), pp. 349–353. doi: 10.1111/mve.12124
  27. Parola P., Paddock C.D., Socolovschi C., Labruna M.B., Mediannikov O., Kernif T., Abdad M.Y., Stenos J., Bitam I., Fournier P.E., Raoult D. Update on tick-borne rickettsioses around the world: a geographic approach. Clin. Microbiol. Rev., 2013, no. 26 (4), pp. 657–702. doi: 10.1128/CMR.00032-13
  28. Paulsen K.M., Pedersen B.N., Soleng A., Okbaldet Y.B., Pettersson J.H., Dudman S.G., Ottesen P., Vik I.S., Vainio K., Andreassen Å. Prevalence of tick-borne encephalitis virus in Ixodes ricinus ticks from three islands in north-western Norway. APMIS, 2015, no. 123 (9), pp. 759–764. doi: 10.1111/apm.12412
  29. Ponnusamy L., Gonzalez A., Van Treuren W., Weiss S., Parobek C.M., Juliano J.J., Knight R., Roe R.M., Apperson C.S., Meshnick S.R. Diversity of Rickettsiales in the microbiome of the lone star tick, Amblyomma americanum. Appl. Environ. Microbiol., 2014, no. 80 (1), pp. 354–359. doi: 10.1128/AEM.02987-13
  30. Rendulic S., Jagtap P., Rosinus A., Eppinger M., Baar C., Lanz C., Keller H., Lambert C., Evans K.J., Goesmann A., Meyer F., Sockett R.E., Schuster S.C. A predator unmasked: life cycle of Bdellovibrio bacteriovorus from a genomic perspective. Science, 2004, vol. 303, iss. 5658, pp. 689–692. doi: 10.1126/science.1093027
  31. Reye A.L., Stegniy V., Mishaeva N.P., Velhin S., Hübschen J.M., Ignatyev G., Muller C.P. Prevalence of tick-borne pathogens in Ixodes ricinus and Dermacentor reticulatus ticks from different geographical locations in Belarus. PLoS One, 2013, no. 8 (1): e54476. doi: 10.1371/journal.pone.0054476.
  32. Rizzoli A., Silaghi C., Obiegala A., Rudolf I., Hubálek Z., Földvári G., Plantard O., Vayssier-Taussat M., Bonnet S., Spitalská E., Kazimírová M. Ixodes ricinus and its transmitted pathogens in urban and peri-urban areas in Europe: new hazards and relevance for public health. Front. Public. Health., 2014, vol. 2:251. doi: 10.3389/fpubh.2014.00251
  33. Roux V., Rydkina E., Eremeeva M., Raoult D. Citrate synthase gene comparison, a new tool for phylogenetic analysis, and its application for the rickettsiae. Int. J. Syst. Bacteriol., 1997, no. 47 (2), pp. 252–261. doi: 10.1099/00207713-47-2-252
  34. Sacchi L., Bigliardi E., Corona S., Beninati T., Lo N., Franceschi A. A symbiont of the tick Ixodes ricinus invades and consumes mitochondria in a mode similar to that of the parasitic bacterium Bdellovibrio bacteriovorus. Tissue Cell, 2004, no. 36, pp. 43–53. doi: 10.1016/j.tice.2003.08.004
  35. Sanogo Y.O., Parola P., Shpynov S., Camicas J.L., Brouqui P., Caruso G., Raoult D. Genetic diversity of bacterial agents detected in ticks removed from asymptomatic patients in Northeastern Italy. Ann. N.Y. Acad. Sci., 2003, no. 990, pp. 182–190. doi: 10.1111/j.1749-6632.2003.tb07360.x
  36. Sassera D., Beninati T., Bandi C., Bouman E.A., Sacchi L., Fabbi M., Lo N. “Candidatus Midichloria mitochondrii”, an endo-symbiont of the tick Ixodes ricinus with a unique intramitochondrial lifestyle. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2006, no. 56, pp. 2535– 2540. doi: 10.1099/ijs.0.64386-0
  37. Sassera D., Lo N., Bouman E.A., Epis S., Mortarino M., Bandi C. “Candidatus Midichloria” endosymbionts bloom after the blood meal of the host, the hard tick Ixodes ricinus. Appl. Environ. Microbiol., 2008, no. 74, pp. 6138–6140. doi: 10.1128/AEM.00248-08
  38. Sassera D., Lo N., Epis S., D’Auria G., Montagna M., Comandatore F., Horner D., Pereto J., Luciano A.M., Franciosi F., Ferri E., Crotti E., Bazzocchi C., Daffonchio D., Sacchi L., Moya A., Latorre A., Bandi C. Phylogenomic evidence for the presence of a flagellum and cbb(3) oxidase in the free-living mitochondrial ancestor. Mol. Biol. Evol., 2011, no. 28, pp. 3285–3296. doi: 10.1093/molbev/msr159
  39. Schrallhammer M., Ferrantini F., Vannini C., Galati S., Schweikert M., Görtz H.D., Verni F., Petroni G. “Candidatus Megaira polyxenophila” gen. nov., sp. nov.: considerations on evolutionary history, host range and shift of early divergent rickettsiae. PLoS One, 2013, vol. 8, iss. 8:e72581. doi: 10.1371/journal.pone.0072
  40. Shpynov S. Ixodes persulcatus, a major vector of Alphaproteobacteria in Russia. Ticks Tick-borne Dis., 2012, no. 3, pp. 304–306. doi: 10.1016/j.ttbdis.2012.10.029
  41. Skarphedinsson S., Jensen P.M., Kristiansen K. Survey of tickborne infections in Denmark. Emerg. Infect. Dis., 2005, no. 11, pp. 1055–1061. doi: 10.3201/eid1107.041265
  42. Szokoli F., Sabaneyeva E., Castelli M., Krenek S., Schrallhammer M., Soares C.A., Da Silva-Neto I.D., Berendonk T.U., Petroni G. “Candidatus Fokinia solitaria”, a novel “stand-alone” symbiotic lineage of Midichloriaceae (Rickettsiales). PLoS One, 2016, no. 11:e0145743. doi: 10.1371/journal.pone.0145743
  43. Toft C., Fares M.A. The evolution of the flagellar assembly pathway in endosymbiotic bacterial genomes. Mol. Biol. Evol., 2008, no. 25, pp. 2069–2076. doi: 10.1093/molbev/msn153
  44. Vannini C., Ferrantini F., Schleifer K.H., Ludwig W., Verni F., Petroni G. “Candidatus anadelfobacter veles” and “Candidatus Cyrtobacter comes” two new rickettsiales species hosted by the protist ciliate Euplotes harpa (Ciliophora, Spirotrichea). Appl. Environ. Microbiol., 2010, no. 76, pp. 4047–4054. doi: 10.1128/AEM.03105-09
  45. Williams-Newkirk A.J., Rowe L.A., Mixson-Hayden T.R., Gregory A.D. Presence, genetic variability, and potential significance of “Candidatus Midichloria mitochondrii” in the lone star tick Amblyomma americanum. Exp. Appl. Acarol., 2012, no. 58, pp. 291–300. doi: 10.1007/s10493-012-9582-5
  46. Zhu Z., Aeschlimann A., Gern L. Rickettsia-like microorganisms in the ovarian primordia of molting Ixodes ricinus (Acari: Ixodidae) larvae and nymphs. Ann. Parasitol. Hum. Comp., 1992, no. 67, pp. 99–110.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Shpynov S.N., 2016

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».