Journal of microbiology, epidemiology and immunobiologyJournal of microbiology, epidemiology and immunobiologyЖурнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии0372-93112686-7613Central Research Institute for Epidemiology37810.36233/0372-9311-2019-2-25-30ORIGINAL RESEARCHESОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯComparative analysis of adaptation properties in typical and genetically altered Vibrio cholerae El Tor strainsСравнительный анализ адаптационных свойств типичных и генетических измененных штаммов Vibrio cholerae биовара El TorZadnovaS. P.ЗадноваС. П.
Russian Federation

Saratov.

Заднова Светлана  Петровна - доктор биологических наук.

410005, Саратов,  Университетская, 46; р.т. (8452)26-47-23.

KritskyA. A.КрицкийА. А.
Russian Federation

Saratov.

410005, Саратов,  Университетская, 46.

PlekhanovN. A.ПлехановН. А.
Russian Federation

Saratov.

410005, Саратов,  Университетская, 46.

CheldyshovaN. B.ЧелдышоваН. Б.
Russian Federation

Saratov.

410005, Саратов,  Университетская, 46.

SmirnovaN. I.СмирноваН. И.
Russian Federation

Saratov.

410005, Саратов,  Университетская, 46.

Russian Research Institute for Plague Cоntrol «Microbe»Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»2207201996225302208201922082019Copyright ©; 2019, Zadnova S.P., Kritsky A.A., Plekhanov N.A., Cheldyshova N.B., Smirnova N.I.Copyright ©; 2019, Заднова С.П., Крицкий А.А., Плеханов Н.А., Челдышова Н.Б., Смирнова Н.И.2019Zadnova S.P., Kritsky A.A., Plekhanov N.A., Cheldyshova N.B., Smirnova N.I.Заднова С.П., Крицкий А.А., Плеханов Н.А., Челдышова Н.Б., Смирнова Н.И.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://microbiol.crie.ru/jour/article/view/378

Aim. Study of biological properties in natural strains of genovariants of V. cholerae biovar El Tor, affecting their adaptation  capacities under nutrient  deficiency while comparing them with typical strains. Materials and methods. Competitive  sampling was carried out through  plating a mixture of cells of the two strains under investigation into autoclaved river water. Growth rate was evaluated through the optic density values. Gene expression was studied applying RT-PCR with designed primers and probes. Results. It is established that during combined  cultivation of V. cholerae El Tor typical strains and genovariants under the shortage of nutrient substances (autoclaved river water), at room temperature, the level of survivability in genetically altered strains is higher than in typical strains, which points to their expressed adaptation advantages over the typical ones under the stated conditions.  It is demonstrated that selective benefits of genovariant strains are provided by higher cell growth rate and increased rpoS gene expression. Conclusion. Obtained have been new data on the ability of bacterial strains of V. cholerae El Tor genovariants to rapidly grow and better express global regulator of stress response, rpoS gene, which, probably, contributes to their enhanced adaptation not only under nutrient deficiency, but under the influence of other stress factors too.

Цель. Исследование биологических свойств природных штаммов геновариантов V. cholerae биовара  El  Tor,  влияющих  на  их  адаптационные  способности в  условиях  недостатка  питательных веществ,  при сравнительном анализе  с типичными штаммами.  Материалы и методы. Конкурентную пробу  проводили  путем  посева  смеси  клеток  двух сравниваемых штаммов  в автоклавированную речную воду. Скорость  роста штаммов  определяли  по значению  оптической плотности.  Экспрессию генов изучали методом ОТ-ПЦР с рассчитанными праймерами и зондами.  Результаты. Установлено, что при совместном культивировании типичных  штаммов и геновариантов V. cholerae  биовара  El Tor  в условиях  недостатка  питательных  веществ  (автоклавированная речная  вода)  при  комнатной температуре  уровень  выживаемости штаммов геновариантов выше,  чем типичных  штаммов,  что указывает  на их выраженные адаптационные  преимущества в данных  условиях.  Показано, что  селективные  преимущества штаммов геновариантов  обеспечиваются более  высокой  скоростью  роста  клеток  и  повышенной экспрессией  гена rpoS.  Заключение.  Получены  новые  данные  о способности бактерий  штаммов геновариантов V. cholerae биовара  El Tor в отличие  от типичных  изолятов  к быстрому росту и повышенной экспрессии глобального  регулятора стрессового  ответа гена rpoS, что, возможно, способствует  их лучшей адаптации  не только в условиях недостатка  питательных  веществ,  но при действии  других стрессовых  факторов.

typical strains and strains of genovariants of Vibrio cholerae O1biovar El Torcompetitive samplinggrowth rateRT-PCRrpoS gene expressionтипичные штаммы и штаммы геновариантов Vibrio cholerae О1 серогруппы биовара El Torконкурентная пробаскорость ростаОТ-ПЦРэкспрессия гена rpoS1. Бароян О.В. Холера Эль-Тор. 2 изд. перераб. и доп. М., Медицина, 1971.2. Заднова С.П., Шашкова А.В., Краснов Я.М., Смирнова Н.И. Фенотипический и генетический анализ измененных вариантов Vibrio cholerae биовара эльтор. Пробл. особо опасных инф. 2012, 1:57-61.3. Заднова С.П., Плеханов Н.А., Крепостнова И.М., Ерохин П.С., Смирнова Н.И. Влияние осмотического и оксидативного стрессов на штаммы геновариантов Vibrio cholerae биовара Эль Тор. Журн. микробиол. 2015, 6:55-62.4. Заднова С.П., Челдышова Н.Б., Крицкий А.А., Адамов А.К., Девдариани З.Л., Кутырев В.В. Сравнительный анализ метаболизма глюкозы в штаммах Vibrio cholerae биовара Эль Тор. Молекул. генетика, микробиол. и вирусол. 2017, 2:64-69.5. Ленгелер Й., Древс Г., Шлегель Г. Современная микробиология: Прокариоты. М., Мир, 2005.6. Смирнова Н.И., Агафонов Д.А., Кульшань Т.А., Краснов Я.М., Кутырев В.В. Микроэволюция возбудителя холеры в современный период. Вестник Российской академии медицинских наук. 2014,7-8:46-53.7. Freter R., O’Brien P.C., Macsai M.S. Role of chemotaxis in the association of motile bacteria with intestinal mucosa: in vivo studies. Infect. Immun. 1981, 34(1):234-240.8. Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2−ΔΔΧT method. Methods. 2001, 25(4):402-408.9. Nair G.B., Faruque S.M., Bhuiyan N.A. et al. New variants of Vibrio cholerae O1 biotype El Tor with attributes of the classical biotype from hospitalized patients with acute diarrhea in Bangladesh. J. Clin. Microbiol. 2002, 40(9):3296-3299.10. Pradhan S., Mallick S.K., Chowdhury R. Vibrio cholerae classical biotype is converted to the viable non-culturable state when cultured with the El Tor biotype. PLOS ONE. 2013, 8: e53504.11. Reimer A.R., Domselaar G.V., Stroika S. et al. Comparative Genomics of Vibrio cholerae from Haiti, Asia, and Africa Emerg. Infect. Dis. 2011, 17(11): 2113-2121.12. Son M.S., Megli C.J., Kovacikova G. et al. Characterization of Vibrio cholerae O1 El Tor biotype variant clinical isolates from Bangladesh and Haiti, including a molecular genetic analysis of virulence genes. Infect. Immun. 2011, 49:3739-49.13. Yildiz F.H., Schoolnik G.K. Role of rpoS in stress survial and virulence of Vibrio cholerae. J. Bacteriol. 1998, 180:773-784.