Расширенная аннотация проекта. «Разработка новых эффективных методов борьбы с антибиотико- Serratia marcescens

Расширенная аннотация проекта.
1. Полное наименование проекта (в соответствии с госконтрактом или
соглашением)
«Разработка новых эффективных методов борьбы с антибиотикоустойчивой патогенной бактерией Serratia marcescens»
2. Наименование
программы:
Федеральная
целевая
программа
«Научные и научно-педагогические кадры инновационной России
на 2009-2013 годы».
3. Наименование мероприятия Программы
Мероприятие 1.5. Проведение научных исследований коллективами под руководством приглашенных
исследователей
4. Научный руководитель
Богомольная Лидия Михайловна
5. Ответственный исполнитель
Тойменцева Анна Александровна
6. Описание ожидаемых (полученных) результатов с указанием
конкретных планируемых характеристик и параметров объектов
исследования или разработки (1-2 страницы).
Появление антибиотикоустойчивых штаммов бактерий снижает
терапевтическую эффективность антибиотиков. В связи с этим,
терапия инфекционных внутрибольничных заболеваний одна из
основных проблем современной науки. Задачей данного проекта
явилось выявление молекулярных основ антибиотикоустойчивости
Serratia marcescens. Биоинформационный поиск в геноме S.
marcescens генов эффлюкс-систем, отвечающих за активное
удаление антибиотиков из бактериальных клеток позволил выявить
гомологи MacAB системы (эффлюкс системы ABC-типа) бактерий
семейства Enterobacteriaceae. Однако, особенность MacAB системы
заключается в том, что, помимо защиты бактерий от антибиотиков,
MacAB также защищает их от бактерицидного действия
реактивных форм кислорода. Для того, чтобы улучшить наше
представление о функциях эффлюкс-систем в целом и MacAB в
частности, в данном проекте мы предполагаем исследовать
функции неизученного до настоящего времени гомолога MacAB в
микроорганизме S. marcescens.
На первом этапе проекта в работе:
- проанализирован геном S. marcescens с целью идентификации
генов, кодирующих эффлюкс-системы трех типов, которые
известны для бактерий Escherichia coli и Salmonella typhimurium:
RND (Resistance Nodulation cell Division), MFS (The Major Facilitator
Superfamily) и АВС (ATP-Binding Cassette). Степень гомологии
генов S. marcescens и E. coli K-12 для классов эффлюкс-систем
составила 68-77%. Степень гомологии генов S. marcescens и Sal.
typhimurium LT2 69-90%;
- разработана одноэтапная стратегия инактивации macAB генов S.
marcescens с использованием рекомбиназы фага -ред и метода
ПЦР;
- гены macAB, по сайтам рестрикции EcoRI и KpnI, клонированы в
комплементационный вектор pWSK29 и экспрессионный вектор
pBAD-His/Myc. Плазмида pWSK29 является низкокопийной и
стабильной, ее применение позволило клонировать гены под
собственным промотором, и таким образом, при комплементации
ген будет присутствовать в клетках на физиологическом уровне, без
искусственной суперэкспрессии. В плазмиду pBAD-Myc/His гены
клонировали без старт- и стоп кодона так, чтобы не произошло сбоя
рамки считывания и ген оказался под контролем арабинозного
промотора, в результате уровень генной экспрессии можно будет
регулировать при помощи изменения концентрации арабинозы в
среде;
- проведено секвенирование клонированных генов.
В дальнейшем бактерии S. marcescens дикого типа, нокаутный
штамм по генам macAB, а также мутант по генам macAB, несущий
копии генов macAB на плазмиде, будут протестированы на
чувствительность к различным антибиотикам. В панель
тестируемых антимикробных соединений будут включены
антибиотики
из
класса
аминогликозидов,
-лактамов,
фторхинолонов, а также макролидов, в частности, эритромицин.
Кроме того, штаммы будут протестированы на чувствительность к
реактивным формам кислорода, в частности, к перекиси водорода.
Сравнение результатов, полученных при изучении Serratia
marcescens, которая обычно обитает вне организма человека, с
результатами, полученными при изучении патогена человека и
животных Salmonella typhimurium, обитающего преимущественно в
кишечнике, позволит нам сделать вывод о том, насколько
универсальна роль эффлюкс-систем в развитии желудочнокишечных и других инфекций. Понимание механизма действия
бактериальных эффлюкс-систем даст толчок поиску нового класса
лекарственных препаратов, способных ингибировать эффлюкссистемы бактерий и при этом не токсичных для человека и
животных.
7. Библиографическое
описание
публикации
по
проекту
и
гиперссылки на публикации на персональных страницах.
1. Ширшикова Т.В. Чувствительность штаммов бактерий рода Serratia
к бактериофагу ФОТ8, [Тезисы докладов] / Т.В. Ширшикова, А.М.
Марданова, Л.М. Богомольная // 17-я Международная Пущинская
школа-конференция молодых ученых, Пущино, 21 – 26 апреля 2013
г.–С. 54-55.
2. Ширшикова Т.В. Разработка метода переноса мутаций в генах
macAB Serratia marcescens в новый штамм при помощи
трансдукции / Т.В. Ширшикова, А.М. Марданова, Л.М.
Богомольная // 2012 г., Казань.
3. Ширшикова Т.В. Биоинформационный анализ в геномах
энтеробактерий генов эффлюкс-системы, [Тезисы докладов] / Т.В.
Ширшикова, Л.Р. Валеева, А.Г. Гилязева, Л.М. Богомольная, М.Р.
Шарипова, А.М. Марданова, Ю.Д. Романова // V-ый Всероссийский
с международным участием медико-биологический конгресс
молодых ученых «Симбиоз-Россия 2012», Тверь, 3-8 декабря 2012
г. -С 278-280.