Analysis of the fragmented and full genome sequencing of atypical Vibrio Cholerae strains of the classical biovar, which brought about to the outbreak of the Asian cholera in Russia


Cite item

Full Text

Abstract

The aim of the research was the study of genetic changes in the genome of classical strains of Vibrio Cholerae which brought about to the atypical outbreak of Asian cholera in Russia in 1942 - 1943. Genome-wide and fragmented sequencing of mentioned strains revealed the presence of mutations in their structural (tcpC, tcpF, tcpS, purE) and regulatory (vieA, vieS, toxR, hapR, rpoS, crp) genes. The overproduction of CT and TCP, as well as the lack of production NAR were found to be caused by mutations in regulatory genes (hapR and rpoS). Adenine auxotrophy in V. cholerae strain M-29 is associated with a mutation in a gene purE. Thus, atypicality of the epidemic and clinical processes in the outbreak of cholera in Russia in 1942 - 1943 was associated with a combination of phenotypic features (auxotrophy, overproduction CT, TCP, lack of product HAP) of strains which brought it, caused by mutations in the structural (purE) and regulatory (hapR and rpoS) genes with social factors (war, starvation, weakened body of prisoners).

About the authors

N. B Cheldyshova

Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe"

Email: chelna-25@yandex.ru
46, Universitetskaya Str., Saratov, Russian Federation, 410005

A. A Kritskiy

Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe"

мл. науч. сотр. лаб. патогенных вибрионов 46, Universitetskaya Str., Saratov, Russian Federation, 410005

Ya. M Krasnov

Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe"

канд. хим. наук, зав. лаб. геномного и протеомного анализа 46, Universitetskaya Str., Saratov, Russian Federation, 410005

N. I Smirnova

Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe"

доктор биол. наук, проф., зав. лаб. патогенных вибрионов 46, Universitetskaya Str., Saratov, Russian Federation, 410005

References

  1. Ганин В.С. Индийская гостья. В кн.: Ганин В.С. По тропам эпидемических катастроф. Иркутск: НЦРВХ СО РАМН; 2011: 144-6.
  2. Alam M., Islam M.T., Rashed S.M., Johura F.T., Bhuiyan N.A., Delgado G. et al. Vibrio cholerae classical biotype strains reveal distinct signatures in Mexico. J. Clin. Microbiol. 2012; 50(7): 2212-6.
  3. Bakhshi B., Boustanshenas M., Mahmoudi-aznaveh A. Emergence of Vibrio cholerae O1 classical biotype in 2012 in Iran. Lett. Appl. Microbiol. 2014; 58 (2): 145-9.
  4. Rai K.R., Rai S.K., Bhatt D.R., Kurokuwa M., Ono K., Magar D.T. Study of medically important Vibrios in the sewage of Katmandu Valley, Nepal. Nepal Med. Coll. J. 2012; 14(3): 212-5.
  5. Samadi A.R., Shahid N., Eusof A., Yunus M., Huq M.I., Khan M.U. et al. Classical Vibrio cholerae biotype displaces El Tor in Bangladesh. Lancet. 1983; 321: 805-7.
  6. Siddique A.K., Baqui A.H., Eusof A., Haider K., Hossain M.A., Bashir I. et al. Survival of classic cholera in Bangladesh. Lancet. 1991; 337: 1125-7.
  7. Kokashvili T., Elbakidze T., Jaiani E., Janelidze N., Kamkamidze G., Whitehouse C. et al. Comparative phenotypic characterization of Vibrio cholerae isolates collected from aquatic environments of Georgia. Georgian Med. News. 2013; 224: 55-62.
  8. Kovacikova G., Skorupski K. Overlapping binding sites for the virulence gene regulators aphA, aphB and cAMP-CRP at the Vibrio cholerae tcpPH promoter. Mol. Microbiol. 2001; 41(2): 393-407.
  9. Monakchova E.V. Phenotypic and Molecular Characteristics of epidemic and non-epidemic Vibrio cholerae Strains Isolated in Russia and Certain Countries of Commonwealth of Independent States (CIS). In: Ramamurthy T., Bhattacharya S.K., eds. Epidemiological and Molecular Aspects on Cholera: Infectious Diseases Series. New York: Humana Press; 2010: 185-201.
  10. Nair G.B., Faruque S.M., Bhuiyan N.A., Kamruzzaman M., Siddique A.K., Sack D.A. J. New variants of Vibrio cholerae O1 biotype El Tor with attributes of the classical biotype from hospitalized patients with acute diarrhea in Bangladesh. Clin. Microbiol. 2002; 40: 3296-9
  11. Na-Ubol M., Srimanote P., Chongsa-Nguan M., Indrawattana N., Sookrung N., Tapchaisri P. et al. Hybrid & El Tor variant biotypes of Vibrio cholerae O1 in Thailand. Indian J. Med. Res. 2011; 133: 387-94.
  12. Pun S.B. The first appearance of classical-like phenotype Vibrio cholerae in Nepal. N. Am. J. Med. Sci. 2014; 6(4): 183-4.
  13. Смирнова Н.И., Челдышова Н.Б., Заднова С.П., Кутырев В.В. Молекулярно-генетические особенности штаммов Vibrio cholerae classica, вызвавших эпидемию азиатской холеры в России в 1942 г. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2001; 4: 12-6.
  14. Смирнова Н.И., Заднова С.П., Агафонов Д.А., Шашкова А.В., Челдышова Н.Б., Черкасов А.В. Сравнительный молекулярно-генетический анализ мобильных элементов природных штаммов возбудителя холеры. Генетика. 2013; 49(9): 1036-47.
  15. Higgins D.E., DiRita V.J. Transcriptional control of toxT, a regulatory gene in the ToxR regulon of Vibrio cholerae. Mol. Microbiol. 1994; 14(1): 17-29.
  16. Mekalanos J.J., Swartz D.J., Pearson G.D., Harford N., Groyne F., de Wilde M. Cholera toxin genes: nucleotide sequence, deletion analysis and vaccine development. Nature. 1983; 306: 551-7.
  17. Silva R. S. De, Kovacikova G., Lin W., Taylor R. K., Skorupski K., Kull F.J. Crystal structure of the Vibrio cholerae quorumsensing regulatory protein HapR. J. Bacteriol. 2007; 189(15): 5683-91.
  18. Tischler A.D., Lee S.H., Camilli A. The Vibrio cholerae vieSAB locus encodes a pathway contributing to cholera toxin production. J. Bacteriol. 2002; 184(15): 4104-13.
  19. Jobling M.G., Holmes R.K. Characterization of hapR, a positive regulator of Vibrio cholerae HA /protease gene hap, and its identification as a functional homologue of the Vibrio harveyi luxR gene. Mol. Microbiol. 1997; 26(5): 1023-34.
  20. Yildiz F.H., Schoolnik G.K. Role of rpoS in stress survival and virulence of Vibrio cholerae. J. Bacteriol. 1998; 180(4): 773-784.
  21. Zalkin H., Dixon J.E. De novo purine nucleotide biosynthesis. Progr. Nucleic Acid Res Mol. Biol. 1992; 42: 259-87.
  22. Zhu J., Miller M.B., Vance R.E., Dziejman M., Bassler B.L., Mekalanos J.J. Quorum-sensing regulators control virulence gene expression in Vibrio cholerae. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2002; 99: 3129-34.
  23. Yu R.R., DiRita V.J. Regulation of gene expression in Vibrio cholerae by toxT involves both antirepression and RNA polymerase stimulation. Mol. Microbiol. 2002; 43: 119-34.
  24. Kirn T.J., Taylor R.K. TcpF is a soluble colonization factor and protective antigen secreted by El Tor and classical O1 and O139 Vibrio cholerae serogroups. Infect. and Immun. 2005; 73(8): 4461-70.
  25. Bose N., Taylor R.K.J. Identification of a TcpC-TcpQ outer membrane complex involved in the biogenesis of the toxin-coregulated pilus of Vibrio cholerae. J. Bacteriol. 2005; 187(7): 2225-32.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2015 Eco-vector


 


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».