Полногеномное секвенирование и поиск детерминант формирования устойчивости к действию бензалкония хлорида у Burkholderia pseudomallei

Цель исследования – полногеномное секвенирование и сравнительный анализ исходного и резистентного к действию бензалкония хлорида штаммов Burkholderia pseudomallei.

Материалы и методы. В работе использованы штаммы: B. pseudomallei 134, B. pseudomallei 134К, устойчивый к бензалкония хлориду. Полногеномное секвенирование производили на платформе MiSeq Reagent Kit v3 (600-cycle). Сборку геномов обоих штаммов проводили с помощью ассемблера SPAdes v3.11.1. Для сравнения последовательностей геномов исследуемых штаммов использовали программу Snippy v4.6.0. Для построения выравниваний нуклеотидных и аминокислотных последовательностей применяли программный продукт MEGA X.

Результаты и обсуждение. Поиск и анализ детерминант, которые могут быть ответственны за появление устойчивости к биоцидам у B. pseudomallei 134K, выявили два гена: ген транскрипционного репрессора TetR и ген эффлюксной помпы AmrAB-OprA. В регуляторе TetR обнаружен однонуклеотидный полиморфизм, что обусловило замену серина на пролин в мутантном белке и, как следствие, изменение его вторичной структуры. Предполагается, что данная мутация ведет к потере функции белка-регулятора, в результате чего увеличивается экспрессия регулируемых им генов эффлюксной помпы (AcrB/AcrD/AcrF), в связи с чем происходит как снижение уровня чувствительности к бензалкония хлориду, так и появление резистентности к цефтазидиму. В гене эффлюксной помпы AmrAB-OprA выявлена инсерция 16 нуклеотидов в положении 544-го участка оперона amrA, что повлекло за собой увеличение длины цистрона, сдвиг рамки считывания, изменение аминокислотного состава вторичной структуры кодируемого протеина. Вероятнее всего, данная мутация приводит к потере функции оперона AmrAB-OprA и невозможности нормального оттока ксенобиотиков из цитоплазмы микроорганизма. Данное предположение подтверждается тем фактом, что мутантный штамм утратил устойчивость к гентамицину.