Отсутствие эффективной системы надзора за применением антимикробных препаратов является одним из факторов селекции лекарственноустойчивых штаммов. Кроме того, недостаточно четко сформулированные биологические и эпидемические критерии «безопасного» штамма приводят к использованию полирезистентных бактерий в биотехнологических/генноинженерных целях. Конструируются мобильные векторные структуры с внедрением маркеров антибиотикорезистентности.
У природных бактерий совершенно недостаточно изучены системы клонирования и экспрессии генов адаптивного ответа. В частности, интегроны могут быть рассмотрены в числе таких систем для генов, имеющих кассетную организацию. Генные кассеты являются мобильными элементами, широко представленными в природных образцах. Они состоят из кодирующей части (ORF), у которой отсутствует собственный промотор (за редким исключением) и рекомбинационного сайта attC. Наличие генных кассет не является обязательной характеристикой интегрона.
Интегронные платформы наиболее часто можно выявить у грамотрицательных клинических и водных/почвенных бактерий в виде интегронов 1-го класса. Наиболее часто данная платформа состоит из двух консервативных (CS) и рекомбинированного вариабельного (ВС) сегмента:
- 5-CS включает ген фермента интегразы (IntI1) из семейства тирозиновых рекомбиназ, промоторный регион с правосторонним(и) промоторами различного типа экспресии и сайт интеграции/рекомбинации attI;
- 3-CS состоит из немобильных ORF, в числе которых у большинства интегронов 1-го класса присутствует детерминанта сульфамидной устойчивости sul1. В sul-типе интегрона модуль tni (группа генов, необходимых для транспозиции) не функционирует;
- образование BC связано с интеграцией генных кассет, которые кодируют в т.ч. резистентность к антимикробным препаратам. ВС в виде тандемного набора кассет кодирует устойчивость к нескольким антибиотикам.
Ассоциированная устойчивость проявляется также при встраивании интегрона в транспозоны и R-плазмиды широкого круга хозяев с дополнительными детерминантами резистентности к токсичным катионам и оксианионам (также другим соединениям с антимикробной активностью) и формирование «геномных островов» хромосомы бактерий.
Таким образом цепь генетических событий приводит к продвижению интегрона:
Мобильные генные кассеты→ сборка в немобильную структуру (интегрон) → перемещение интегрона по геному путем рекомбинации; мобилизация посредством активного транспозона и/или плазмиды → горизонтальный перенос (внутри вида или межвидовой)
Ранее, для массового скрининга интегронов 1-го класса был предложен метод (Koeleman J.G.M., Stoof J., van der Bijl M.W. et al. Identification of epidemic strains of Acinetobacter baumannii by integrase gene PCR. J. Clin. Microbiol. 2001, 39: 8-13), предусматривающий амплификацию обязательный участка – промоторного региона (продукт амплификации равен 160 п.н.). В представленной ниже последовательности 5'-сегмента участки связывания праймеров выделены шрифтом, а гексамеры - подчеркиванием. Прямой праймер полностью комплементарен лишь последовательности промотора слабого типа:
мутации в -35 гексамере промотора и в спейсерном пространстве (от -35 до -10) могут препятствовать отжигу на ДНК-матрице, приводя к ложно-отрицательному результату.
GGAAACGGAGAAGGCACGAACC
CAGTGGACATAAGCCTGTTCGGTTCG
TAAGCTGTAATGCAAGTAGCGTATGCGCTCACGCAAC
TGGTCCAGAACCTTGACCGAACGCAGCGGTGGTAACGGCGCAG
TGGCGGTTTTCATGGCTTGTTATGACTGTTTTTTTG
TACAGTC
TATGCCTCGGGCATCCAAGCAGCAAGCGCGTTACGCCGTGGGT
CGATGTTTGATGTTATGGA
Интегроны 1-го класса обнаружены в геноме грам(+)бактерий, у видов, связанных со средой обитания человека. Наши работы в этом направлении поддержаны грантом «РФФИ-Урал» № 07-04-96010 на 2007-2009 гг. Предприняты попытки обнаружить консенсус при сравнении нуклеотидной последовательности гена intI1 с последовательностью, выявленной в геноме штамма Streptococcus pyogenes Ч10 (выделен из зева пациента детской инфекционной клинической больницы №10 г. Перми в 2007 году).
Вниманию студентов старших курсов биомедицинских специальностей предлагается презентация (на англ. языке), посвященная проблеме резистентных интегронов. В презентации представлен обзор текущих литературных и собственных данных. В случае заинтересованности в совместной работе, просьба обращаться по контактному адресу.
Web-мастер: Смарцалов К.Н.
Авторские права на информацию, размещённую на данном Web-ресурсе, принадлежат Институту экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН (ИЭГМ УрО РАН). Копирование на любых носителях, распространение и перепечатка информации возможно только после получения письменного разрешения. Игнорирование данного пункта является нарушением законодательства об авторском праве.
