Войти
| Бактериофаг T12 | |
|---|---|
| Классификация вирусов | |
| Группа: | Группа I (дцДНК ) |
| Порядок: | Caudovirales |
| Семейство: | Siphoviridae |
| Род: | Неклассифицированный |
| Вид: | Streptococcus pyogenes фаг T12 |
Бактериофаг T12 является бактериофаг, инфицирующий бактериальный вид Streptococcus pyogenes. Предполагаемый вид семейства Siphoviridae в порядке Caudovirales (вирусы со структурой голова-хвост). Он превращает безвредный штамм бактерий в вирулентный. Он несет ген speA, который кодирует для эритрогенного токсина A. speA также известен как стрептококковый пиогенный экзотоксин A, скарлатина токсин А или даже скарлатинальный токсин. Обратите внимание, что название гена «speA» выделено курсивом; название токсина «speA» не выделено курсивом. Эритрогенный токсин A преобразует безвредный, невирулентный штамм Streptococcus pyoge не относится к вирулентному штамму посредством лизогении, жизненного цикла, который характеризуется способностью генома становиться частью клетки-хозяина и стабильно поддерживаться там из поколения в поколение. Фаги с лизогенным жизненным циклом также называются умеренными фагами. Бактериофаг T12, предложенный член семейства Siphoviridae, включая родственные speA-несущие бактериофаги, также является прототипным фагом для всех несущих speA фагов Streptococcus pyogenes, что означает, что его геном является прототипом геномов всех таких фаги S. pyogenes. Это основная подозреваемая причина скарлатины, инфекционного заболевания, поражающего маленьких детей.
Возможность участия бактериофагов в производстве speA была впервые представлена в 1926 году, когда Кантакузен и Бонсье сообщили, что невирулентные штаммы S. pyogenes были преобразованы в вирулентные напряжение через какой-то переносимый элемент. Фробишер и Браун сообщили о подобных результатах в 1927 году, а в 1949 году эти сообщения были подтверждены Бингелем. Позже, в 1964 году Забриски сообщил, что фаг Т12 может вызывать продукцию speA лизогенией в штаммах, частью которых он стал. В 1980 году Джонсон, Шливерт и Ватсон смогли подтвердить это и показать, что ген производства speA был передан от токсигенных штаммов бактерий к нетоксигенным штаммам посредством лизогении. В их эксперименте каждая трансформированная бактериальная колония, продуцирующая токсин, была лизогенной, то есть содержала ген Т12. Кроме того, ни одна из колоний, содержащих геном Т12, не была отрицательной по speA, и поэтому был сделан вывод, что все лизогены продуцируют токсин. Однако в 1981 году Маккейн и Ферретти сообщили, что мутант фага Т12 вирулентно индуцировал продукцию speA. Этот мутант, бактериофаг T253, вступил в литический цикл, жизненный цикл, в котором разрушается клетка-хозяин. В 1983 году Джонсон и Шливерт опубликовали карту генома Т12, обнаружив, что в геноме происходят три цикла упаковки. Уже в следующем году Джонсон и Шливерт, Уикс и Феррети также независимо обнаружили, что бактериофаг Т12 несет структурный ген speA. В 1986 году Джонсон, Томай и Шливерт картировали сайт прикрепления (attP) для Т12, соседний с геном speA, и установили, что все бактериальные штаммы, продуцирующие токсин, несут либо сам фаг Т12, либо близкородственный бактериофаг. И, наконец, в 1997 году МакШан и Ферретти опубликовали, что они нашли второй сайт прикрепления (attR) для T12, а также раскрыли в другой публикации, которая также была приписана Тангу, что бактериофаг T12 вставляется в ген, кодирующий сериновую тРНК. в хозяине.
Расположение известных генов бактериофага Т12 после интеграции хромосомы фага в хромосому S. pyogenes. Зеленый ящик: хромосома фага; черная линия: бактериальная хромосома. Стрелки указывают направление транскрипции гена; красные стрелки: расположение генов speA и int; розовые стрелки: ориентация гена сериновой тРНК, в которую интегрируется фаг. Кодирующая область гена сериновой тРНК остается интактной даже после интеграции фага. Было обнаружено, что физическая карта генома Т12 имеет круглую форму с общей длиной 36,0 т.п.н. Сообщается, что геном фага несет ген speA, который представляет собой сегмент 1,7 т.п.н. генома фага T12, фланкированный сайтами SalI и HindIII.
Фаг ген интегразы (int) и сайт прикрепления фага (attp) расположены прямо перед геном speA в геноме фага. Бактериофаг Т12 интегрируется в S. pyogenes путем сайт-специфической рекомбинации в антикодоновую петлю гена, который кодирует сериновую тРНК. Сайт связывания бактерий (attB) имеет последовательность из 96 пар оснований , гомологичную сайту связывания фага, и расположен на 3'-конце гена тРНК, так что кодирующая последовательность Ген тРНК остается интактным после интеграции профага. Фаг Т12 - это первый пример фага из грамположительного хозяина с низким содержанием GC, который использует этот вид сайта интеграции.
Заболевания, подобные скарлатина и синдром токсического шока стрептококка вызываются лизогенизированными штаммами стрептококков, которые продуцируют speA. Заболевания представляют собой системные реакции на speA, циркулирующий в организме.
Скарлатина, также известная как скарлатина, называется так называемой из-за характерной ярко-красной сыпи. Чаще всего встречается у детей в возрасте от четырех до восьми лет.
Первая стадия скарлатины обычно стрептококковая ангина (стрептококковый фарингит ), характеризующийся болью в горле, лихорадкой, головной болью и иногда тошнотой и рвотой. Через два-три дня после этого появляется диффузная эритематозная сыпь, имеющая текстуру наждачной бумаги. Сыпь сначала появляется на шее, затем распространяется на грудь, спину и конечности тела. Желтовато-белый налет покрывает язык, который позже исчезает, оставляя язык с клубничным видом и опухшими сосочками. Сыпь исчезает через пять-шесть дней после начала заболевания, за ней следует шелушение кожи, особенно на руках и ногах.
Пенициллин, антибиотик - препарат выбора для лечения скарлатины, как и при любой другой инфекции S. pyogenes. Тем, у кого аллергия на пенициллин, можно использовать антибиотики эритромицин или клиндамицин. Однако сообщалось о случайной резистентности к этим препаратам.
При синдроме токсического шока стрептококка (StrepTSS) speA, продуцируемый инфицированными штаммами стрептококков, действует как a суперантиген и взаимодействует с человеческими моноцитами и Т-лимфоцитами, вызывая пролиферацию Т-клеток и продукцию монокинов (например, фактор некроза опухоли α, интерлейкин 1, интерлейкин 6 ) и лимфокины (например, фактор некроза опухоли β, интерлейкин 2 и гамма-интерферон). Эти цитокины (TNFα, TNFβ), по-видимому, опосредуют лихорадку, шок и органную недостаточность, характерные для этого заболевания.
Саузерн-блот ДНК извлечен из бактерий, инфицированных бактериофагом Т12. СТШ - острое, лихорадочное заболевание, которое начинается с легкого вирусоподобного синдрома, характеризующегося лихорадкой, ознобом, миалгией, диарея, рвота и тошнота и включает незначительную инфекцию мягких тканей, которая может прогрессировать до шока, полиорганной недостаточности и смерти.
Хотя пенициллин является эффективным средством лечения легкой инфекции, в тяжелых случаях он менее эффективен. Новые методы лечения СТШ стрептококка включают клиндамицин и внутривенный гамма-глобулин.
Наличие лизогенного бактериофага Т12 можно проверить с помощью анализов бляшек, если используемый индикатор штамм чувствителен к тестируемому фагу. Анализ зубного налета состоит из выливания раствора мягкого агара с индикаторным штаммом на чашку с агаром. Индикаторный штамм должен быть штаммом бактерий, которые могут быть инфицированы фагом, который необходимо обнаружить. После того, как мягкий агар установлен, образцы, которые проверяются на присутствие фага, затем распределяют по пластинам с мягким агаром. Затем планшеты инкубируют в течение ночи и на следующий день проверяют на наличие просветов (бляшек). Если фаг присутствует, индикаторные штаммы будут инфицированы и пройдут через нормальный лизогенный цикл, пока планшеты инкубируются, а затем подвергаются лизису. Бляшка , которая определяет, присутствует ли фаг или нет, вызвана лизисом индикаторных штаммов. Титры бляшек можно определить путем разбавления образцов и подсчета бляшкообразующих единиц (БОЕ).
Биохимические тесты, такие как Саузерн-блоттинг также можно использовать для обнаружения speA, который фаг производит из гена speA. Это было сделано в исследовании Джонсона, Томаи и Шливерта в 1985 году путем выделения ДНК штаммов стрептококков и проведения рестрикционного переваривания с использованием BglII. После завершения переваривания образцы ДНК наносили на гель для разделения ДНК. Затем ДНК из этого геля переносили на нитроцеллюлозную бумагу и инкубировали с зондами, специфичными для speA. Изображение этого Саузерн-блоттинга можно увидеть в этой статье.
Бактериофаги очень легко распространяются. При более низкой экспозиции ультрафиолетовый свет может усилить продукцию как фага Т12, так и speA. Более длительное воздействие УФ-излучения может убить фаг. Ультрафиолетовый свет воздействует на лизогенные бактерии, заставляя фаги размножаться и разрушать бактериальные клетки хозяина. В случае T12 воздействие ультрафиолетового света увеличивает распространение бактериофага T12 через 20 секунд воздействия. После 20 секунд воздействия УФ-свет начинает убивать бактериофаг, повреждая его геном.
