Low molecular weight siderophores are used by many living organisms to scavenge scarcely available ferric iron. Presence of at least a single siderophore-based iron acquisition system is usually acknowledged as a virulence-associated trait and a pre-requisite to become an efficient and successful pathogen. Currently, it is assumed that yersiniabactin (Ybt) is the solely functional endogenous siderophore iron uptake system in highly virulent Yersinia (Yersinia pestis, Y. pseudotuberculosis, and Y. enterocolitica biotype 1B). Genes responsible for biosynthesis, transport, and regulation of the yersiniabactin (ybt) production are clustered on a mobile genetic element, the High-Pathogenicity Island (HPI) that is responsible for broad dissemination of the ybt genes in Enterobacteriaceae. However, the ybt gene cluster is absent from nearly half of Y. pseudotuberculosis O3 isolates and epidemic Y. pseudotuberculosis O1 isolates responsible for the Far East Scarlet-like Fever. Several potential siderophore-mediated iron uptake gene clusters are documented in Yersinia genomes, however, neither of them have been proven to be functional. It has been suggested that at least two siderophores alternative to Ybt may operate in the highly virulent Yersinia pestis/Y. pseudotuberculosis group, and are referred to as pseudochelin (Pch) and yersiniachelin (Ych). Furthermore, most sporadic Y. pseudotuberculosis O1 strains possess gene clusters encoding all three iron scavenging systems. Thus, the Ybt system appears not to be the sole endogenous siderophore iron uptake system in the highly virulent yersiniae and may be efficiently substituted and/or supplemented by alternative iron siderophore scavenging systems.

Insertion sequence IS100 was localized on a 9.5-kb plasmid of Yersinia pestis and was shown to be specific for Y. pestis and serotype I strains of Y. pseudotuberculosis. The nucleotide sequence of IS100 isolated from this plasmid was determined. The element, which was flanked by 5-bp direct repeats, contained 1953 bp including imperfect inverted terminal repeats of 52 and 61 bp long (43 bp were identical). Two open reading frames encoding potential polypeptides of 340 and 252 amino acids were identified on one DNA strand. Nucleotide sequence as well as deduced polypeptide sequences of IS100 were homologous to those of IS21, IS232 and IS640.

No abstract

возбудитель чумы Yersinia pestis имеет комплекс-ный жизненный цикл с чередованием существования в простейших, обеспечивающих его сохранение в межэпизоотийный период в насекомых, передающих его млекопитающим, у которых он вызывает острое системное заболевание. в зависимости от входных ворот возбудителя инфекционный процесс в организ-ме млекопитающих может протекать в разных фор-мах (бубонной, септической и легочной), но наибо-лее распространенной в природе является бубонная форма чумы у грызунов, которые заражаются возбу-дителем от кормящихся на них блох. на модели этой формы чумы, которая в экспериментах воспроизво-дится с помощью подкожного или внутрикожного заражения лабораторных животных, получено много данных о факторах вирулентности Y. pestis. многие годы исследования были сосредоточены главным образом на факторах, которые кодируются неста-бильными генетическими элементами (плазмидами pMT1, pCD1, pPCP1 и хромосомным pgm-локусом). анализ этих данных опубликован в многочисленных обзорах. за последние годы методический арсенал изучения Y. pestis пополнился новыми методами, та-кими как полногеномное секвенирование, биоинфор-матика, точечный мутагенез, определение экспрес-сии генов in vivo, протеомный и транскриптомный анализ экспрессии генов in vitro и in vivo, применение биолюминесценции для анализа развития инфекции, использование нокаутных лабораторных животных. с помощью этих методов обнаружено много генов, утрата которых приводит к снижению вирулентно-сти Y. pestis. это не только гены, кодирующие из-вестные или новые факторы вирулентности, но и гены, кодирующие регуляторные молекулы, которые Пробл. особо опасных инф. 2017; 3:33-40 в обзоре проведен краткий анализ опубликованных за последние десять лет результатов исследований, посвя-щенных изучению молекулярных механизмов действия известных на сегодняшний день факторов вирулентности возбудителя чумы Yersinia pestis. проанализированы разные компоненты Y. pestis, синтезирующиеся бактериями на четырех этапах инфекционного процесса при бубонной форме чумы: в коже, лимфоузлах, паренхиматозных органах и крови. описаны факторы и механизмы, которые лежат в основе защиты микробов от бактерицидного действия гуморальных и клеточных факторов врожденного иммунитета хозяина, которые по-разному воздей-ствуют на организм животных, стимулируя про-или противовоспалительную реакцию хозяина на инфекцию, и способствуют смене жизненного цикла бактерий внутри хозяина, обеспечивая переход от внутриклеточного размножения в фагоцитах на первых этапах инфекции к внеклеточному размножению в лимфоузле, селезенке, печени и крови на последующих. в обзоре рассматриваются только те факторы Y. pestis, взаимодействие которых с молекулами и клетками хозяина на разных этапах инфекционного процесса экспериментально доказано.Ключевые слова: возбудитель чумы, Yersinia pestis, инфекционный процесс при бубонной чуме, факторы виру-лентности, механизмы действия факторов вирулентности.Корреспондирующий автор: Подладчикова Ольга Николаевна, e-mail: plague@aaanet.ru. O.N.Podladchikova Modern Views on M...

Pathogenic bacteria use low-molecular-weight iron chelators – siderophores – to assimilate iron in the host body. Being recognized as virulence factors, these molecules, differing in structural and functional properties, are the subject of the most intensive research in medical microbiology. The present study is devoted to the investigation of yersiniachelin siderophore (Ych) found in the causative agent of plague, Yersinia pestis. The aim of the work was to clarify the role of Ych in the physiology of Y. pestis by comparing the properties of three strains of the plague microbe, differing in Ych production. Materials and methods. Three variants of Y. pestis EV76 strain were used in the experiments: parent strain Y. pestis EV76, its mutant that does not produce Ych due to deletion of three siderophore biosynthesis genes (analogues of ypo1530–1532 in Y. pestis CO92 strain) and a complemented mutant that was transformed by a recombinant pSC-A-5EV plasmid containing Ych biosynthesis genes cloned into the high-copy plasmid vector pSC-A-amp/kan. Comparative analysis of the three strains was carried out in terms of colony morphology, siderophore activity, growth rate, and sensitivity to hydrogen peroxide. Results and discussion. The comparison of these strains has revealed that the secretion of Ych by bacteria at 26 °С ensures the assimilation of iron. At 37 °С, Ych is not secreted into the medium and protects bacteria from the bactericidal action of reactive oxygen compounds. Thus, the study shows that yersiniachelin is able to stimulate the assimilation of iron by bacteria under iron-deficit conditions and has antioxidant properties.