Исследование потенциальных событий рекомбинации в белок-кодирующей области CRISPR-Cas локусов в геномах разных серовариантов Salmonella enterica методами in silico

Обоснование. Исследование процессов гомологичной рекомбинации в области cas-генов у Salmonella enterica позволит выяснить фундаментальные механизмы эволюции CRISPR-Cas систем, что важно для изучения возникновения у данного патогена резистентности к фагам.

Цель работы. Исследование процессов рекомбинации в белок-кодирующей части CRISPR-Cas локусов в геномах сероваров Salmonella Enteritidis, Infantis и Typhimurium, используя методы in silico.

Материалы и методы. Геномные последовательности серовариантов Salmonella Enteritidis, Infantis и Typhimurium были скачаны из базы данных NCBI GenBank. Кодирующие последовательности cas-генов были извлечены из геномов и выровнены с учётом позиции кодона. В полученном выравнивании был выполнен поиск событий рекомбинации. Проведена верификация событий рекомбинации.

Результаты. Найдено 7683 потенциальных события рекомбинации в области cas-локуса в геноме S. enterica. Среди них верифицировано 810 (10,54 %) событий; 45 (0,59 %) событий были идентифицированы как результаты конвергентной эволюции. События рекомбинации детектируются чаще между штаммами, принадлежащими разным серовариантам, чем между штаммами, принадлежащими одному сероварианту. Все сероварианты могут рекомбинировать друг с другом, однако чаще всего рекомбинация происходит между штаммами Enteritidis и Infantis и между Typhimurium и Infantis. Не было найдено ни одного события рекомбинации между штаммами сероварианта Enteritidis. События конвергентной адаптивной эволюции в основном локализованы в генах эффекторного модуля: cas5, cas6, cas7.

Заключение. Показано, что гомологичная рекомбинация часто происходит в геноме S. enterica в области cas-генов. Биоинформатические алгоритмы находят больше событий рекомбинации между эволюционно более отдалёнными штаммами, что не согласуется с известными исследованиями, проведёнными in vitro.