Использование методов биоинформатики для поиска и анализа структур crispr / cas- систем в геноме штамма

Ю. Ван, А.Ю. Борисенко Научный руководитель: д.м.н. В.И. Злобин Кафедра микробиологии, вирусологии и иммунологии с курсом клинической лабораторной диагностики

Иркутский государственный университет, г. Иркутск, Россия Иркутский государственный медицинский университет, г. Иркутск, Россия

Актуальность. Среди стоматологических заболеваний видную роль играют патогенные микроорганизмы и среди них особо выделяются штаммы Streptoccocus mutans, составляя около 90% от всего количества микроорганизмов. Сегодня остро стоит проблема множественной антибиотикоустойчивости патогенных микроорганизмов и поэтому возникает необходимость разработки новых подходов и технологий для защиты от них. Здесь, одним из эффективных средств защиты от патогенов может стать фаговая терапия. Несколько лет назад в структуре геномов бактерий были исследованы механизмы взаимоотношений между фагами и бактериями через CRISPR/Cas систему бактерий. Сегодня посредством методов биоинформатики становится возможным обнаруживать и определять эти системы в геномах бактерий.

Цель. Разработка алгоритма поиска и анализа сайтов CRISPR/Cas систем в геномных последовательностях штамма Streptoccocus mutans Ng8.

Материалы и методы. Объектом исследования был геном штамма Streptoccocus mutans Ng8 из базы данных GenBank (№ NZ_CP013237). Для поиска CRISPR/Cas-системы использовались методы программного моделирования MacSyFinder (Macromolecular System Finder, ver. 1.0.2). Поиск структурно-функциональных характеристик генов cas-белков осуществлялся при помощи вспомогательных программных пакетов makeblastdb (ver.2.2.28) и HMMER (ver.3.0). Для поиска CRISPR-кассет в геноме штамма S. mutans был разработан алгоритм из пяти биоинформационных программных методов: PILER-CR: fast and accurate identification of CRISPR repeats, CRISPI: a CRISPR Interactive database, CRISPR Finder, CRT: CRISPR recognition tool, CRISPR Detect. Скрининг фагов проводили через спейсеры CRISPR –кассеты с помощью поискового алгоритма BLASTn из базы данных GenBank-Phage и биоинформационных программ: CRISPRTarget, Mycobacteriophage Database и Phages database.

Результаты. Был выявлен тип CRISPR- системы S. мutans – TypeII, состоящая из одной CRISPR- кассеты, также обнаружены профили генов сas-белков. В CRISPR- кассете выявлено 5 спейсерных участков размером до 31 нуклеотидов, а консенсусный размер повторов был длинной 36 нуклеотидов. Через спейсеры кассеты были идентифицированы фаги, специфичных для бактерий родов: Mycobacterium, Gordonia, Rhodococcus.

Выводы. Благодаря разработанному биоинформационному алгоритму удалось получить фундаментальную информацию о строении CRISPR/Cas-системы штамма S. mutans. Через структуры спейсеров этой системы были выявлены фаги, с которыми данный штамм встречался. Это дает данному штамму возможность быстрой защиты от вновь встречаемых фагов и плазмид.

______________________________

Клинико-эпидемиологическая характеристика клещевого энцефалита в прибайкалье

А.В. Владыкина, Е.А. Чубукин

Научный руководитель: профессор, д.м.н. К.А. Аитов Кафедра инфекционных болезней Иркутский государственный медицинский университет, г. Иркутск, Россия

Актуальность. Актуальность проблемы природно-очаговых трансмиссивных клещевых инфекций остаётся особенно актуальной для регионов Сибири, в частности Иркутской области.

Цель. Изучить клинико-эпидемиологическую характеристику клещевого энцефалита(КЭ)в природно-очаговой зоне Прибайкалья.

Материалы и методы. Ретроспективный анализ историй болезни с диагнозом КЭ по данным ОГБУЗ «Иркутская областная инфекционная клиническая больница» за 2015-2016 эпидсезоны. Среди обследованных мужчин 28 человек, женщин 10 человек. Больные поступали в стационар в экстренном порядке, преимущественно в среднетяжелой форме – 30 человек, на долю больных с тяжёлым течением – 8 человек, случаев с лёгким течением зафиксировано не было. По клиническому разнообразию больные распределились следующим образом, лихорадочная форма – 4 случая, менингиальная форма – 28 случаев, очаговые формы – 6 случаев. Заболевание во всех случаях начиналось остро, с подъёмом температуры, в среднем температура составляла – 37,8оС, минимальная температура - 36,6оС и максимальная температура тела больных – 39,2оС. Все больные подвергались спинномозговой пункции. У всех 38 больных ликвор вытекал под давлением, цвет прозрачный, цитоз составляет в среднем – 361,7/3, и носил лимфоцитарный характер в 34,2 (90%) случаях, в 3,8(10%) случаях носил нейтрофильный характер, при этом отмечалась положительная реакция Нонне - Аппельмана, белок в среднем составляет 0,59 г/л, хлориды и сахар оставались в пределах нормы. Проведено лечение с учётом тяжести и клинической формы заболевания, все больные в начальный период болезни получали специфический противовирусный иммуноглобулин, кроме того больные получали дезинтоксикационную, десенсибилизирующую и симптоматическую терапию.

Результаты. Все больные выписаны с открытыми больничными листами под наблюдение невропатолога, смертельных исходов не наблюдалось, средний койко-день составил 18,7 +\- 2,5 дней. Инкубационный период (ИП) заболевания в среднем составил 18,5 +\- 1,4 дня. При этом минимальный ИП был равен 3 дням, максимальный ИП составил 37 дней.

Выводы. Таким образом, исследования показали актуальность КЭ для Прибайкалья, болезнь протекает преимущественно в менингеальной форме – 28 случаев, и лихорадочной форме – 4 случая, в 6 случаях мы наблюдали очаговые формы данной инфекции. Современной особенностью КЭ является то, что большинство пациентов оказалось жителями города – 23 человека.

______________________________