100
Группа mitis 64
0.005
Группа bovis 100
75
Группа salivarius 100
82
94
S. salivarius AY188352 -S. hemophilus AY188354
S. vestibularis AY188353 -S. macedonicus SMZ94012
100
S. equinus AJ1301607 S. bovis AB002481
S. gordonii AY485606
-S. mitis AY281078
S. oralis AY485602
S. sanguinis AY281085
Рис. 1. Филогенетическое дерево, построенное по результатам сравнительного анализа полных нуклеотидных последовательностей гена 16S рРНК десяти видов - представителей группы viridans рода Streptococcus с использованием "bootstrap''-анализа.
ми авторами, гомология строения гена 16S рРНК в парах S. thermophilus-S. mitis и S. thermophilus-S. gordonii, составляет 94.5 и 95.4% соответственно [3]. В аналогичных исследованиях других авторов уровни гомологии генов 16S рРНК в парах S. thermophilus-S. salivarius, S. thermophilus-S. bovis, S. thermophilus-S. mitis, определены как 99.0, 95.7 и 94.5% соответственно [4]. Тем не менее, эти виды являются чрезвычайно близкими и проявляют одинаковые фенотипические свойства, часто не позволяющие достоверно идентифицировать тот или иной штамм без привлечения дополнительных методов. Согласно данным, полученным нами, при анализе полных нуклеотидных последовательностей гена 16S рРНК, гомология строения гена разных представителей группы viridans рода Streptococcus по отношению к гену 16S рРНК S. thermo-philus составляет 96.1-96.4% для штаммов группы bovis и 95.3-96.2% для штаммов группы mitis.
Таксономический статус S. thermophilus долгие годы оставался открытым вопросом. Некоторые исследователи предлагали реклассифицировать S. thermophilus в подвид S. salivarius. Ранние работы по изучению степени родства этих двух видов методом ДНК-ДНК-гибридизации показали очень высокие значения геномного сходства (свыше 80%) между S. salivarius и S. thermophilus. Этот факт послужил причиной объединения этих двух видов в один со следующим обозначением -S. salivarius и S. salivarius subsp. thermophilus [5]. В начале 90-х гг. XX века были показаны более умеренные уровни гибридизации ДНК, которые позволяют говорить о том, что имеются все основания классифицировать S. thermophilus и S. salivarius как самостоятельные виды [6]. На основа-
нии данных о строении гена 16S рРНК гомология нуклеотидных последовательностей между типовыми представителями видов S. thermophilus и S. salivarius по нашим данным составляет 99.8%, в отношении же еще одного представителя группы salivarius - вида S. vestibularis гомология со S. thermophilus составляет 99.6%. Столь высокие уровни гомологии гена 16S рРНК у разных видов внутри группы salivarius объяснимы наличием всего 4 нуклеотидных замен (из 1540 п.н.) между последовательностями генов типовых представителей видов S. thermophilus и S. salivarius, а также 6 замен и 1 мононуклеотидной делеции в последовательностях этого гена бактерий видов S. thermophilus и S. vestibularis (рис. 2).
Данные филогенетического анализа разных представителей рода Streptococcus на основании сравнения последовательностей гена 16S рРНК, полученные нами и представленные на рис. 1, согласуются с результатами исследования, проведенного на основании анализа последовательности 16S-23S рРНК межгенной области ("internal transcribed spacer", внутренний транскрибируемый спейсер или ITS-область) бактерий вида S. thermophilus и близкородственных видов молочнокислых стрептококков S. macedonicus, S. salivarius и S. bovis [7]. Авторы данной работы отмечают высокий уровень гомологии последовательностей у данных представителей рода Streptococcus, несмотря на их принадлежность к отдельным филогенетическим группам (salivarius и bovis рРНК-группы). На основании сходства последовательностей ITS-области исследуемые штаммы рода Streptococcus группировались в два кластера: один содержал виды S. macedonicus и S. bovis, другой состоял из видов
ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКИМ АНАЛИЗ ТИПОВЫХ ШТАММОВ БАКТЕРИИ 431
141 210
S. salivarius AY188352 ccttgtagcg ggggataact attggaaacg atagctaata ccgcataaca atggatgaca catgtcattt
S. vestibularis AY188353 ....................................................a.g...............
S. thermophilusAY188354 ....................................................g.a...............
211 280
S. salivarius AY188352
S. vestibularis AY188353 ..................................................................с...
S. thermophilus AY188354 ..................................................................T---
421 490
S. salivarius AY188352
S. vestibularis AY188353 ...............................................a......................
S. thermophilus AY188354 ...............................................g......................
_ 491 560
S. salivarius AY188352
S. vestibularis AY188353 ......................-...............................................
S. thermophilus AY188354 ......................a...............................................
_ . 1269 1330
S. salivarius AY188352
S. vestibularis AY188353 .............................a ........................................
S. thermophilus AY188354 .............................g ........................................
0 .. . 1471 1540
S. salivarius AY188352
S. vestibularis AY188353 .......................т..............................................
S. thermophilus AY188354 .......................с..............................................
Рис. 2. Участки нуклеотидных последовательностей гена 16S рРНК видов S. thermophilus, S. salivarius, S. vestibularis, содержащие нуклеотидные замены.
S. thermophilus и S. salivarius [7]. Нуклеотидные последовательности ITS-областей видов S. thermophilus и S. salivarius также высококонсервативны и различаются всего одной мононуклеотидной вставкой (из 285 п.н.) у S. thermophilus [8].
Большинство представителей рода Streptococcus являются патогенами человека и животных [4, 9]. Многие виды являются возбудителями тяжелых инфекционных заболеваний животных (мыт лошадей, мастит крупного рогатого скота) и человека (скарлатина, ангина), а также смешанных инфекций (абсцесс, нефрит, полиартрит, сепсис). Так, бактерии S. agalactiae могут вызывать сепсис и менингит у новорожденных, S. mutans вызывает кариес, S. gordonii также вызывает заболевания ротовой полости, S. pyogenes является патогенным для человека, инфицируя кожные покровы. Три близкородственных вида, рассмотренные нами как представители группы salivarius, имеют разное происхождение. Так, S. thermophilus является представителем молочной микрофлоры, он выделяется из кисломолочных продуктов, штаммы этого вида рассматриваются как стартовые культуры, использующиеся в качестве заквасок. Средой обитания бактерий вида S. salivarius является ротовая полость животных и человека, и бактерии этого вида принимают участие в развитии патологического процесса при зубных заболеваниях [10]. Источником выделения бактерий вида S. vestibularis также является ротовая полость человека, однако они не ассоциированы с каким-либо инфекционным заболеванием [11]. Исходя из полученных нами данных о филогенетическом родстве стрептококков группы salivarius, следует отметить важность точной идентификации и дифференциации этих видов. Таким образом, опре-
деление нуклеотидных последовательностей генов 16S рРНК и 16S-23S рРНК ITS-области может рассматриваться в качестве быстрого и достоверного подхода к идентификации близкородственных видов бактерий рода Streptococcus.
Настоящая работа финансировалась грантами Президента Российской Федерации для поддержки молодых российских ученых МК-1460.2005.4 и РФФИ № 05-04-08032-офи_а.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Gutell R.R., Larsen N, Woese C.R. Lesson from evolving rRNA: 16S and 23 S rRNA structures from a comparative perspective // Microbiol. Rev. 1994. V. 58. P. 10-26.
2. Ludwig W, Schleifer K.-H. Phylogeny of bacteria beyond the 16 S rRNA standard // ASM News. 1999. V. 65. P. 752-757.
3. Kawamura Y, HouX.-G, Sultana F., Miura H, Ezaki T. Determination of 16 S rRNA sequences of Streptococcus mitis and Streptococcus gordonii and phylogenetic relationships among members of the genus Streptococcus // Int. J. Syst. Bacteriol. 1995. V. 45. P. 406-408.
4. Tsakalidou E, Zoidou E, Pot B, Wassill L, Ludwig W, Devriese L.A., Kalantzopoulos G, Schleifer K.H., Ker-sters K. Identification of streptococci from Greek Kasse-ri cheese and description of Streptococcus macedonius sp. nov. // Int. J. Syst. Bacteriol. 1998. V. 48. P. 519527.
5. Farrow J.A.E., Collins M.D. DNA base composition, DNA-DNA homology and long-chain fatty acid studies on Streptococcus thermophilus and Streptococcus salivarius // J. Gen. Microbiol. 1984. V. 130. P. 357-362.
6. Schleifer K.H., Ehrmann M, Krusch U, Neve H. Revival of the species Streptococcus thermophilus (ex Orla-Jensen, 1919) nom. rev. // Syst. Appl. Microbiol. 1991. V. 14. P. 386-388.
7. Mora D, Ricci G., Guglielmetti S., Daffonchio D, Fortina M.G. 16S-23S rRNA intergenic spacer region sequence variation in Streptococcus thermophilus and related dairy streptococci and development of a multiplex ITS-SSCP analysis for their identification // Microbiology (UK). 2003. V. 149. P. 807-813.
8. Flint S.H., Ward L.J., Brooks JD. Streptococcus waius sp. nov., a thermophilic Streptococcus from a biofilm // Int. J. Syst. Bacteriol. 1999. V. 49. P. 759-767.
9. Yother J., Trieu-Cuot P., Klaenhammer T.R., de Vos W.M. Genetics of streptococci, lactococci, and
enterococci: review of the Sixth International Conference // J. Bacteriol. 2002. V. 184. P. 6085-6092.
10. Ruoff KL, Ferraro M J, Holden J, Kunz L.J. Identification of Streptococcus bovis and Streptococcus salivarius in clinical laboratories // J. Clin. Microbiol. 1984. V. 20. P. 223-226.
11. Facklam R.R. What happened to the streptococci: overview of taxonomic and nomenclature changes // Clin. Microbiol. Rev. 2002. V. 15. P. 613-630.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.