Реферат доклада К.А.Мирошникова

Геномика и протеомика литических бактериофагов Pseudomonas aeruginosa
МИРОШНИКОВ К.А. (ИБХ РАН)
Вирусы, инфицирующие бактерии (бактериофаги, или фаги), чрезвычайно широко
представлены в биосфере и оказывают критическое регуляторное влияние на экологию и
эволюцию прокариот, а зачастую, и биоценозов в целом. Интерес к изучению
бактериофагов поддерживается, помимо фундаментальных аспектов, возможностью их
применения в качестве медицинских препаратов. В последние 20 лет стремительный рост
числа и разнообразия штаммов патогенных микроорганизмов, устойчивых к
низкомолекулярным антибиотикам, стимулировал поиск альтернативных методов лечения
и контроля бактериальных инфекций. Для максимально эффективного и научно
обоснованного применения бактериофагов в медицине, ветеринарии, сельском хозяйстве
и пищевой промышленности требуется глубокое их изучение и систематизация на генном
уровне, а также высокая степень очистки применяемых фаговых препаратов. Достаточно
перспективным представляется, кроме того, применение энзибиотиков - отдельных
белков фагового происхождения.
В 2000 году лаборатория молекулярной биоинженерии института биоорганической
химии РАН инициировала комплексную программу определения и анализа геномов
фагов, инфицирующих грамотрицательные бактерии Pseudomonas aeruginosa. Эти
бактерии считаются умеренно патогенными, тем не менее, синегнойные
внутрибольничные инфекции, провоцируемые ими, вызывают серьезное беспокойство у
врачей в силу высокой устойчивости псевдомонад к антибиотикам.
Положения, выносимые на защиту:
1)
Впервые определены, аннотированы и депонированы в GeneBank
последовательности геномов бактериофагов P. aeruginosa YuA, SN, 14-1, LBL3, LMA2,
PMG1. На основании сравнительной геномики установлены новые таксономические виды
РВ1-подобных и YuA-подобных бактериофагов.
2)
Изучены структурные протеомы бактериофагов phiKZ, EL, YuA, SN, 14-1, LBL3,
LMA2, KMV. С помощью криоэлектронномикроскопической реконструкции
сконструированы модели капсидов этих фагов. Путем иммуноэлектронной микроскопии
подтверждена роль ряда структурных белков, предсказанных биоинформационными
методами.
3)
Разработаны методы получения и очистки рекомбинантных форм ряда
функционально важных белков бактериофагов P. aeruginosa, прежде всего участвующих
в рецепторном опознавании и лизисе бактерий. Рекомбинантные белки phiKZgp144 и
gp181, PMGLys (пептидогликан-литические ферменты), phiKZgp131 (хвостовая
фибрилла), ELgp146 (уникальный вирусный шаперон), SNgp43 (центральный шип
базальной пластинки) изучены физико-химическими методами.
4)
С помощью рентгеноструктурного анализа и криоэлектронной реконструкции
получены квазиатомные структуры белков phiKZgp144, phiKZgp131, SNgp43, ELgp146.
Для литической трансгликозилазы phiKZgp144 и шаперона ELgp146 предложены модели
функциональной активности.
5)
На основании сравнительной геномики групп литических бактериофагов P.
aeruginosa сконструирован ПЦР-тест, позволяющий быстро выявлять пригодность фагов
для терапевтических приложений.