2·2013
Квартальный
научно-теоретический журнал
Основан в январе 1983 г.
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:
Главный редактор С. В. КОСТРОВ
Зам. главного редактора Ю. М. РОМАНОВА
Ответственный секретарь Т. С. ИЛЬИНА
В. И. АГОЛ, А. Д. АЛЬТШТЕЙН, В. А. ГВОЗДЕВ, В. Н. ГЕРШАНОВИЧ,
А.Л. ГИНЦБУРГ, В. В. ДЕМКИН, Н. В. КАВЕРИН, Е. Д. КУЗНЕЦОВА (научный
редактор), С. А. ЛИМБОРСКАЯ, С. А. ЛУКЬЯНОВ, Н. Ф. МЯСОЕДОВ,
С. В. НЕТЕСОВ, Е. Д. СВЕРДЛОВ, Г. Б. СМИРНОВ, Н. И. СМИРНОВА,
В. З. ТАРАНТУЛ
РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ:
А. М. БОРОНИН (Пущино-на-Оке), В. И. ВОТЯКОВ (Минск), А. А. ПРОЗОРОВ
(Москва), Н. В. ТОМИЛИН (Санкт-Петербург), Ю. К. ФОМИЧЕВ (Минск),
С. В. ШЕСТАКОВ (Москва)
Журнал утвержден в Перечне ведущих научных журналов и изданий, выпускаемых в Российской
Федерации, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций
на соискание ученой степени доктора наук (Бюллетень ВАК)
Журнал полностью переводится на английский язык в США издательством ALLERTON PRESS, INC.
МОСКВА «ИЗДАТЕЛЬСТВО "МЕДИЦИНА"»
Стр.1
СОДЕРжАНИЕ
ОбзОР
Платонов М.Е., Евсеева В.В., Дентовская С.В., Анисимов
А.П. Молекулярное типирование Yersinia pestis . . . . . . . . .
ЭКСпЕРИМЕНТАЛьНЫЕ СТАТьИ
Маливанова Т.Ф., Скоромыслова Е.В., Юрченко В.А., Кононенко
И.Б., Манзюк Л.В., Мазуренко Н.Н. Анализ полиморфизма
-238(g/a)tnf при раке молочной железы .......
Рар В.А., Епихина Т.И., Пуховская Н.М., Высочина Н.П.,
Иванов Л.И. Генетическое разнообразие бактерий из семейства
Anaplasmataceae, обнаруженных в клещах рода
Haemaphysalis и Dermacentor на территории Дальнего Востока
..............................................
Воронина И.В., Чернуха М.Ю., Шагинян И.А., Кунда М.С.,
Аветисян Л.Р., Орлова А.А., Лунин В.Г., Авакян Л.В., Капранов
Н.И., Амелина Е.Л., Чучалин А.Г., Гинцбург А.Л.
Характеристика генотипов штаммов Burkholderia cepacia
complex, выделенных от больных в стационарах Российской
Федерации ....................................
Dogen A., Kaplan E., Serin M. S., Oksuz Z., Tezcan S., Aslan
G., Sezgin O., Altintas E., Emekdas G. Detection of Hepatitis
B virus X Gene and PreC Promoter Mutations from Chronic
Hepatitis B Patients in the South of Turkey ...............
Ozerova L. V., Krasnikova M. S., Troitsky A. V., Solovyev A. G., and
Morozov S. Y. TAS3 genes for small ta-siARF RNAs in plants
belonging to subtribe Senecioninae: occurrence of prematurely
terminated RNA precursors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ХРОНИКА
Лимборская С.А. Пятая Международная школа молодых ученых
по молекулярной генетике на тему "Непостоянство генома"
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
37
13
16
22
30
33
Voronina O.L.,. Chernukha M.Yu., Shaginyan I.A., Kunda M.S.,
Avetisyan L.R., Orlova A.A., Lunin V.G., Avakyan L.V.,
Kapranov N.I., Amelina E.L., Chuchalin A.G., Gintsburg
A.L. Characterization of genotypes for Burkholderia
cepacia complex strains isolated from patients in hospitals
of Russian Federation
Dogen A., Kaplan E., Serin M.S., Oksuz Z., Tezcan S., Aslan
G., Sezgin O., Altintas E., Emekdas G. Detection of
Hepatitis B virus X Gene and PreC Promoter Mutations
from Chronic Hepatitis B Patients in the South of Turkey
Ozerova L. V., Krasnikova M. S., Troitsky A. V., Solovyev A. G.,
Morozov S. Y. TAS3 Genes for Small ta-siARF RNAs in
Plants Belonging to Subtribe Senecioninae: Occurrence of
Prematurely Terminated RNA Precursors
ChroniClE
Limborska S.A. Fifth International School on Molecular
Genetics for Young Scientists «The Inconstancy of the
Genome»
3
CONTENTS
REVIEW
Platonov M. E., Evseeva V. V., Dentovskaya S. V., and
Anisimov A. P. Molecular Typing of Yersinia pestis
ExpErimEntal Works
Malivanova T.F., Skoromyslova E.V., Yurchenko V.A.,
Kononenko I.B., Manzyuk L.V., Mazurenko N.N. Analysis
of the -238(g/a)tnf polymorphism in breast cancer patients
Rar V.A., Epikhina T.I., Pukhovskaya N.M., Vysochina N.P.,
Ivanov L.I. Genetic variability of Anaplasmataceae bacteria
determined in Haemaphysalis spp. and Dermacentor sp.
ticks in the territory of the Russian Far East
Адрес редакции:
Москва, 107140
ул. Верхняя Красносельская, д. 17А, стр. 1 Б
ОАО «Издательство "Медицина"»
Редакция журнала "Молекулярная генетика, микробиология и вирусология"
Тел. редакции: (499) 264-36-66
e-mail: molgenetica@yandex.ru
Зав. редакцией И. Х. Измайлова
ОТДЕЛ РЕКЛАМЫ
Тел./факс 8-499-264-00-90
E-mail: oao-meditsina@mail.ru
Ответственность
за достоверность информации,
содержащейся в рекламных
материалах, несут
рекламодатели.
Редактор Е. И. Константинова
Художественный редактор
А. В. Минаичев
Корректор Т. Д. Малышева
Переводчик С. К. Чаморовский
Верстка Е. Архипова
Все пpава защищены. Ни одна часть этого
издания не может быть занесена в память
компьютеpа либо воспpоизведена любым
способом без пpедваpительного письменного
pазpешения издателя.
Сдано в набор 21.02.13
Подписано в печать 22.03.13
Формат 60 Ч 88⅛.
Печать офсетная. Печ. л. 5,00.
Усл.-печ. л. 4,90. Уч.-изд. л. 5,50.
Заказ 102.
Подписной тираж номера 202 экз.
ЛР №010215 от 29.04.97 г.
E-mail: meditsina@mtu-net.ru
www.medlit.ru
Отпечатано в типографии ООО "Подольская
Периодика",
142110, г. Подольск, ул. Кирова, 15
© ОАО «Издательство "Медицина"», 2013
2
Стр.2
ОБЗОР
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2013
УДК 579.842.23:579.253.2
М. Е. Платонов, В. В. Евсеева, С. В. Дентовская, А. П. Анисимов
МОЛЕКУЛЯРНОЕ ТИпИРОВАНИЕ YERSINIA PESTIS
Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии, Оболенск
Особое внимание в обзоре уделено воспроизводимым в различных
лабораториях методам генотипирования Y. pestis, позволяющим
дифференцировать отдельные бактериальные изоляты на
внутривидовые группы, соответствующие подвидам, биоварам
и природным очагам. Предлагается вариант внутривидовой
классификации Y. pestis, соответствующий правилам Международного
кодекса номенклатуры бактерий.
Ключевые сло в а: молекулярное типирование Y. pestis
Чума – особо опасное инфекционное природноочаговое
заболевание, характеризующееся различными
путями передачи возбудителя. Возбудитель
чумы Yersinia pestis был впервые выделен и описан
A. Yersin в 1894 г. в Гонконге во время начала третьей
пандемии чумы [105]. В 1897 г. M. Ogata [82], а затем
в 1898 г. P. Simond [92] показали, что в популяциях
крыс чума передается через укусы блох. Два других
патогенных для человека представителя рода Yersinia
– Y. pseudotuberculosis и Y. enterocolitica вызывают заболевания
с поражением желудочно-кишечного тракта,
сопровождающиеся длительным выделением патогенов
с фекальными массами в окружающую среду
и последующим алиментарным заражением новых
хозяев [42, 44]. Одного из них – Y. pseudotuberculosis –
принято считать прародителем Y. pestis. Дивергенция
этих бактерий произошла 15 000-20 000 лет назад [35,
36]. Образование нового вида и последующая внутривидовая
изменчивость привели к формированию широкого
спектра внутривидовых групп Y. pestis (биоваров,
подвидов, экотипов, протеиноваров, плазмидоваров,
генотипов и т. д.), отличающихся по спектру
чувствительных к ним млекопитающих и вирулентности
[38, 47, 74, 109]. В природных очагах, расположенных
в Евразии, Африке и Америке, возбудитель
инфекции циркулирует в популяциях более 200 видов
грызунов и зайцеобразных, а передача осуществляется
не менее чем 120 видами блох [38, 52, 84, 96].
Использование возбудителем широкого круга хозяев
и переносчиков обеспечивает возможность для селекции
генетического разнообразия в геномах штаммов
Y. pestis, циркулирующих в экосистемах природных
очагов чумы, не связанных между собой географически.
Наибольшее внутривидовое многообразие возбудителя
чумы выявлено в наиболее древних евроазиатских
природных очагах инфекции, для которых
характерно разнообразие грызунов – основных (энзоотичных)
хозяев Y. pestis [1, 2, 4, 27, 28, 33, 38, 47, 52,
80, 108–110]. Относительная молодость возбудителя
чумы в сочетании с приуроченностью определенных
внутривидовых популяций к конкретным природным
очагам является предпосылкой оценки адекватности
методов молекулярного типирования для изучения
филогенеза Y. pestis и проведения эпидемиологических
расследований.
3
Современное состояние проблемы таксономии
возбудителя чумы
Первооткрыватель возбудителя чумы A.Yersin
[105], присвоил этому микроорганизму видовое название
Bacterium pestis. В последующем для наименования
микроорганизма использовали различные синонимы:
"Bacterium pestis" [73], "Bacillus pestis" [73]
Migula, 1900, "Pasteurella pestis" [73] Bergey и соавт.,
1923, nom. cons, Pestisella pestis, Pasteurella pestis,
Bacterium pestis, Bacillus pestis, "Pestisella pestis"
[73] Dorofeev, 1947, Yersinia pseudotuberculosis subsp.
pestis, Yersinia pestis [73] van Loghem, 1944 (Approved
Lists 1980), Yersinia pseudotuberculosis subsp. pestis [73]
Bercovier и соавт. 1981 (http://mousecyc.jax.org/META/
NEW-IMAGE?type=ORGANISM&object=TAX632&detail-level=2).
В настоящее время принято
таксономическое название Yersinia pestis [73] van
Loghem 1944 (http://zipcodezoo.com/Key/Bacteria/
Yersinia_Genus.asp), в котором по предложению
J. Van Loghem [103] название рода Yersinia соответствует
фамилии первооткрывателя возбудителя чумы
[73, 93, 94, 103]. В настоящее время род Yersinia
семейства Enterobacteriaceae включает 17 видов [62,
81]. Типовой вид рода Yersinia – Y. pestis [5]. Типовой
штамм рода - Y. pestis ATCC 19428 = CIP 80.26 =
NCTC 5923 [65].
R. Devignat [49] и В. Туманский [32] использовали
способность к ферментации глицерина, нитрификации
и денитрификации для подразделения Y. pestis на 3
внутривидовые группы. По R. Devignat они были названы
биоварами antiqua, medievalis и orientalis (см.
таблицу), предположительно явившимися причиной
трех пандемий: "Юстиниановой чумы", "Черной смерти"
и третьей пандемии соответственно. Используя не
историческо-географический, а экологический подход,
В. Туманский обозначил те же разновидности Y. pestis
как сурчиную (var. marmotae), сусликовую (var. citelli)
и крысиную (var. ratti). В настоящее время классификация
R. Devignat широко применяется для внутривидового
деления возбудителя чумы, несмотря на существование
изолятов Y. pestis, которые невозможно отнести
ни к одному из трех предложенных биоваров [37,
38]. Следует отметить, что характеристики биоваров
нестабильны. Отдельные штаммы могут подвергаться
спонтанной фенотипической изменчивости, на основании
чего их можно отнести их к другим биоварам [10,
11]. Кроме того, штаммы, идентичные по большинству
основных исследованных характеристик, но относящиеся
к разным биоварам, могут циркулировать внутри
одной популяции грызунов [11, 22, 26, 38].
По мере открытия новых природных очагов чумы
в Евразии становилось ясно, что циркулирующие в
Стр.3
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА, МИКРОБИОЛОГИЯ И ВИРУСОЛОГИЯ №2, 2013
сть для морскихлентноуВир
свинок
ланинфенила
реонинт
тирозин
лейцина
метионина
аргинина
тиамина
цистеин
стьтивноая аксклитичеФибрино
стьтивнолазная акоагуК
стицинусть к пествительноЧув
стьтивноазная акреУ
стицинадукция пеПро
ациярификенитД
озымелецит
мелибиозы
арабинозы
лицеринаг
рамнозы
4
Основные таксономические признаки штаммов, характеризующие внутривидовые группы Y. pestis (модифицировано из работы [74])
Ферментация
Подвид
Биовар/SNP-тип*
Зависимость от источников
питания
Район циркуляции
Основные хозяева
Частота
мутаций
от Pgm+
к Pgm–
фенотипу
за 10
генераций,
%
Pestis
antiqua / 0.ANT,
3.ANT, 1.ANT,
2.ANT
–** – + +
medievalis/2.MED –
orientalis/1.ORI
intermedium/?
microtus
(pestoides)
caucasica#
/0.PE2
ulegeica/0.PE8
altaica/0.PE1
hissarica/0.PE9
angola/0.PE3
xilingolensis/0.PE4
qinghaiensis/0.PE4
talassica/?
+
+
+
+
+
+
+
– +
+ – +
? + +
+ – +
+ – +
+ – + –
?
±
?
?
–
–
–
–
–
–
–
– +
± +
?
?
– +
– +
+ +
+
±
?
+
?
+ + + – + – + + ? ?
+ + + + – – + + – –
?
?
?
?
? ?
? ? ? ? ? ?
? – – – ? – – ? ?
? – – – ? – – ? ?
– + + + ? + ? + + ? + –
–
+
+
+
± + +
– + –
–
–
–
+
–
+
+ + + ?*** +
+ + +
+ + +
–
?
+
–
– +
– +
± +
? +
–
–
–
–
–
?
+
– + +/–##
+ + ± + – – ± ± + –
+ + ± + – – ± ± + –
+ + ± + – – ± ± + –
?
–
?
- + -
? + ± ± ?
– ± + + + ± + + ?
+ + – – – – + + ? ?
+ Центральная Азия
и Центральная
Африка
+
Юго-Восточная
Азия, южные
районы Африки,
Америка
+ Северный ТяньШань,
Китай
– Кавказ и Закавказье
–
Северо-Восточная
Монголия, пустыня
Гоби
– Горный Алтай,
Монголия
– Гиссарский
хребет
– Ангола
– Степи Ксилин
Гол, Китай
– КуингхайТибетское
плато,
Китай
Marmota spp.
+ Центральная Азия Citellus (Spermophilus) spp.,
Meriones spp., Rhombomys spp.
Rattus spp., Cynomys spp.,
Spermophilus spp., Cavia spp.,
Peromyscus spp. и др
Marmota baibacina,
Spermophilus undulatus
Microtus arvalis
Microtus gregalis, Alticola
strelzovi, Ochotona pallasi pricei
Microtus gregalis, Alticola
strelzovi, Ochotona pallasi pricei
Microtus carruthersi
?
Microtus brandti
Microtus fuscus
Таласский хребет Microtus gregalis, Marmota
caudata
> 20
> 20
> 20
0
0
0
0
0
0
0
0
0
признака; ± наличие признака не у всех штаммов. ***? – нет данных; #– штаммы подвида caucasica лишены плазмиды pPst; ##+/– – чувствительны к пестицину штаммов подвидов pestis и altaica
и нечувствительны к пестицину штаммов собственного подвида.
Пр и м е ч а н и е . * – SNP-тип в соответствии с данными [79]. Цифра перед точкой указывает на одну из основных ветвей на филогенетическом древе; ** – наличие признака; – отсутствие
Стр.4
ОБЗОР
них штаммы Y. pestis могут отличаться от ранее описанных
трех эколого-географических разновидностей
по целому ряду дополнительных фенотипических
признаков. К дифференцирующим характеристикам
для этих внутривидовых групп относятся восстановление
нитратов и окисление аммония, ферментация
некоторых сахаров (рамноза, арабиноза, мелибиоза,
мелецитоза, мальтоза, манноза и трегалоза),
пестицин-фибринолизин-плазмокоагулазная активность,
потребность в дополнительных факторах роста,
чувствительность к пестицину и различная вирулентность
для мышей и морских свинок [1, 38, 109].
При этом основным дифференцирующим критерием
является вирулентность представителей отдельных
филогенетических групп Y. pestis для различных хозяев,
включая человека [16–18, 21, 30].
И. Мартиневский [17] пришел к выводу, что штаммы,
выделенные от обыкновенных полевок в горных
местностях Кавказа или от монгольских пищух
в Горном Алтае и Забайкалье, представляют собой
другой вид, Y. pestoides, и включали 3 разновидности:
parvocaucasica, altaica и transbaicalica, соответственно.
Через 30 лет название Y. pestoides было использовано
американскими исследователями в качестве названия
штаммов, вывезенных из бывшего СССР [37,
66, 80, 88].
Для стандартизации системы классификации
штаммов Y. pestis совещание специалистов противочумных
учреждений Советского Союза (Саратов,
1985) на основе числового анализа 60 фенотипических
признаков рекомендовало классифицировать
все варианты возбудителя чумы, которые были выделены
на территории СССР и Монголии, на подвиды:
pestis (основной подвид), altaica, caucasica, hissarica
и ulegeica [1]. В 1998 г. А. Слудский [28] предложил
еще одну внутривидовую группу – подвид talassica.
Последние пять подвидов называют неосновными.
Принятую в 1985 г. классификацию подразделяющую
штаммы Y. pestis на различные подвиды, в настоящее
время используют в работе противочумных
учреждений бывшего СССР. В Китае, на территории
которого есть природные очаги чумы с циркуляцией
штаммов всех трех классических биоваров Devignat,
действует своя национальная внутривидовая классификация
– различные внутривидовые
группы именуются экотипами, а часть
"рамнозопозитивных" экотипов относят
к новому биовару microtus [34, 97, 106,
110]. Более детально с историей этого
вопроса можно ознакомиться в обзорных
публикациях [1, 38].
Используемая в практической работе
внутривидовая таксономия чумного
микроба, наиболее полно описанная в
публикации Y. Li и соавт. [74], не соответствует
правилам Международного кодекса
номенклатуры бактерий (МКНБ).
Так, в состав основного подвида Y. pestis
входят 4 биовара: antiqua, medievalis,
orientalis и intermedium, а все неосновные
подвиды: altaica, angola, caucasica,
hissarica, qinghaiensis, talassica, ulegeica
и xilingolensis, напротив, включены в состав
одного биовара – microtus. Для приведения
внутривидовой таксономии чумного микроба
в соответствие с правилами МКНБ необходимо
переименование биовара microtus в подвид, а входящих
в него филогенетических групп – в биовары, тем
более что эта новая внутривидовая классификация
уже используется в работах исследователей из Германии,
Монголии и Франции [64]. В качестве типового
штамма подвида microtus можно предложить штамм
bv. caucasica – Pestoides F (номера доступа в GenBank:
хромосома – NC_009381.1, плазмиды CD – NC_009377
и MT – NC_009378). В данной публикации мы будем
пользоваться этой новой классификацией (см. таблицу,
рисунок).
Использование молекулярно-генетических
подходов для типирования Y. pestis
Относительно недавнее возникновение Y. pestis
[36] объясняет низкую степень внутривидового разнообразия
и затрудняет быструю и надежную фенотипическую
дифференциацию отдельных штаммов
патогена, необходимую не только для целей молекулярной
эпидемиологии, но и для лучшего понимания
механизмов возникновения возбудителя и распространения
чумы. Зависимость фенотипа от степени
экспрессии отдельных генов при различающихся
условиях культивирования [87] затрудняет сравнительный
анализ получаемых результатов. Особенности
строения липополисахарида Y. pestis [67] не позволяют
проводить серо- и фаготипирование, широко
применяемые для других грамотрицательных бактерий
[90]. Предложенный Г. Ян и соавт. [34] метод
сравнения электрофоретических профилей белков
позволил разделить 80 изученных штаммов из России
и Китая на 8 протеиноваров, соответствующих подвидам,
однако он достаточно трудоемок.
Все методы генотипирования основаны на анализе
фрагментов нуклеиновых кислот, различающихся у
близкородственных штаммов. Внедрение в практику
здравоохранения методов гено- и геномотипирования
обеспечивает получение воспроизводимых данных,
позволяющих не только различать внутривидовые
группы, но и отдельные штаммы Y. pestis и даже линии
штаммов, поддерживаемые в различных лабораториях
[23]. В предыдущих обзорных публикациях
Рис. 1. Предлагаемая внутривидовая таксономия Y. pestis.
5
Стр.5