Вариации адаптивного ответа Burkholderia pseudomallei на холодовой стресс

Цель работы – анализ дифференциальной экспрессии генов у штаммов Burkholderia pseudomallei с различным уровнем выживаемости в условиях холодового стресса.

Материалы и методы. В качестве модельных использованы три штамма B. pseudomallei сиквенс-типов ST 46, ST 70 и ST 85; РНК выделяли методом мембранных колонок, стабилизировали дегидратированием; кДНК секвенировали на платформе Illumina MiSeq; функции генов классифицировали в базе данных KEGG PATHWAY.

Результаты и обсуждение. На основании анализа транскриптомов штаммов B. pseudomallei после длительного холодового стресса впервые описаны молекулярные механизмы адаптации B. pseudomallei к низким температурам. Показано, что адаптация B. pseudomallei к холодовому стрессу связана с регуляторными процессами, приводящими к значительному снижению общей транскрипционной активности. Обнаружено две стратегии адаптации к низким температурам: 1) модуляция регуляторных процессов, приводящая к подавлению экспрессии генов основных путей метаболизма до минимального уровня, обеспечивающего жизнеспособность клетки, и активация минимально необходимого набора генов стрессового ответа; 2) менее выраженное подавление общего метаболизма в сочетании с активацией экспрессии расширенного спектра генов холодового и теплового шока, общего, осмотического и универсального стрессов. Оба механизма обеспечивают возбудителю мелиоидоза выживание в условиях длительного холодового стресса при низких положительных температурах. При отрицательных – первая стратегия показала большую эффективность, переход B. pseudomallei в жизнеспособное, но некультивируемое состояние происходит в долгосрочной перспективе (не менее 2 лет), при реализации второй – в течение 2 месяцев. Оценка потенциала и молекулярных механизмов адаптации этой бактерии к холодовому стрессу необходима для понимания степени риска при возможном заносе B. pseudomallei в регионы с умеренным климатом и разработки эффективных мер обеспечения биобезопасности окружающей среды.