Сборник содержит материалы научной мультиконференции «Биотех- нология медицине будущего»

Анализ молекулярных механизмов необычной устойчивости к бакте-
риофагам уропатогенного штамма 
E. coli 
UP11
Куликов Е.Е., Голомидова А.К., Летаров А.В.
ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН, Москва, Россия
Уропатогенный штамм кишечной палочки UP11 был выделен нами в 2014 г. от паци- 
ента c инфекцией мочевыводящих путей. Он обратил на себя наше внимание крайне 
низкой встречаемостью бактериофагов, способных его инфицировать. Мы провели 
первичную работу по поиску молекулярных механизмов, обеспечивающих эту устой-
чивость, методами биоинформатического анализа генома этого штамма, и пришли 
к выводу, что классические системы клеточной защиты (рестрикция-модификация, 
CRISPR/Cas) не могут объяснить необычную устойчивость данного штамма к фагам,
и его устойчивость, скорее всего, определяется прежде всего свойствами его О-полиса-
харида (ОПС), определяемого ЯМР-анализом как тип О5. ОПС этого штамма, вероятно, 
обладает способностью эффективно блокировать фаговую инфекцию.
Для дополнительной проверки этого вывода мы изучили характер устойчивости 
мутантов штамма UP11, отобранных на резистентность к фагам St11Ph5 (G7C-подобный 
вирус) и St11Ph6 (Vi1–подобный вирус). Изучение кривых адсорбции показало, что
с клетками дикого типа оба фага связываются почти полностью за 7-10 мин. При этом 
мутантные клетки производных UP11 сохраняют способность связывать фаг, однако в 
условиях эксперимента 40-50% вируса остается не адсорбированным даже через 30 мин 
после начала опыта. Обработка адсорбционной смеси вирицидным раствором, инакти-
вирующим свободные фаговые частицы, приводит к полной инактивации фага в смеси 
с устойчивыми клетками, в то время как в смеси с диким типом образуются инфициро-
ванные клетки, внутри которых фаг защищен от воздействия раствора. Таким образом, 
адсорбция фагов на устойчивые клетки является обратимой или неспецифической. 
Соответственно, устойчивость полученных изолятов носит адсорбционный характер. 
Один из немногих обнаруженных нами вирусов, способных к инфекции штамма 
up11, фаг St11Ph5, является близкородственным N4-подобному фагу G7C, процесс 
адсорбции которого ранее была нами исследован весьма детально. Несмотря на оче- 
видное сходство, стратегии инфекции этих вирусов существенно различаются. Если рас- 
познавание О-антигена является необходимой стадией при инфекции G7C, то в случае 
фага St11Ph5 это не так. В отличие от близкородственного фага G7C, фаг St11Ph5
не вызывает отбора лишённых ОПС rough-мутантов, не изменяет ни структуры ОПС, 
ни представленности основных мажорных белков внешней мембраны. 
Идентификация конечного рецептора этого фага и вирусного белка, связываю- 
щегося с ним, могли бы дать ценную информацию о механизмах возникновения 
необычной устойчивости к фагам. Секвенирование мутантов, устойчивых к этому ви- 
русу, к сожалению, не позволило нам однозначно идентифицировать рецептор. Мы 
рассчитываем, однако, решить эту задачу с помощью транспозонного мутагенеза и/или 
новых технологий секвенирования.
Работа поддержана грантом РНФ №15-15-00134.

---

Всероссийская мультиконференция с международным участием «Биотехнология – медицине будущего»
29 июня - 2 июля 2019 г., г. Новосибирск, Россия
183