Polymorphism of the dtxR gene in the currently existing strains of Сorynebacterium diphtheriae
| Autor: | I A Chagina, Borisova O.Yu., V V Perevarov, V A Aleshkin, Perevarova Yu.S., S S Afanas’ev, L I Kafarskaia, A V Chaplin |
|---|---|
| Rok vydání: | 2017 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Bulletin of Russian State Medical University. :31-37 |
| ISSN: | 2542-1204 2500-1094 |
| Popis: | The pathogenic mechanism used by Corynebacterium diphtheriae is attributed to the ability of the diphtheria toxin to disrupt protein synthesis in human cells. Diphtheria toxin production is regulated by the DtxR protein. The latter is involved in the ironmediated repression of the toxin gene and coordinates activities of other genes essential for the survival of C. diphtheriae. The DtxR-encoding gene occurs in both toxigenic and non-toxigenic strains; therefore it can be used to analyze the population structure of the species. In our work we have studied 45 strains of C. diphtheriae isolated in the Russian Federation in 2010–2015. These strains were analyzed to reveal that gene dtxR is a highly conservative region of С. diphtheriae genome that can be found in all members of the studied species. The majority of the discovered polymorphisms were synonymous (16 of 18 single nucleotide polymorphisms identified). In spite of the low phylogenetic signal, the allelic variant of dtxR was associated with the strain’s phenotype (biovar, toxigenicity). The obtained data indicate the presence of aggressive negative selection aimed to maintain the existing protein sequence in the population. Based on the results, we recommend dtxR polymerase chain reaction as an additional technique for pathogen identification, which is especially relevant considering the increasing prevalence of the disease associated with non-toxigenic C. diphtheriae strains. Считается, что патогенез Corynebacterium diphtheriae основан на воздействии дифтерийного токсина на синтез белка в клетках человека. Регуляция синтеза токсина находится под контролем белка DtxR. Данный белок осуществляет железоопосредованную репрессию гена дифтерийного токсина, а также координирует работу множества других генов, необходимых для нормальной жизнедеятельности C. diphtheriae. Ген, кодирующий DtxR, можно использовать для анализа популяционной структуры вида, так как он присутствует в геноме как токсигенных, так и нетоксигенных штаммов. В работе было изучено 45 штаммов C. diphtheriae, выделенных на территории Российской Федерации в 2010– 2015 гг. Анализ этих штаммов показал, что ген dtxR обнаруживается у всех представителей вида и является высококонсервативным участком генома С. diphtheriae. Большинство выявленных полиморфизмов были синонимичны (16 из 18 однонуклеотидных замен). Несмотря на низкий уровень филогенетического сигнала, аллельный вариант dtxR был ассоциирован с биологическими признаками штамма (биовар, токсигенность). Полученные данные свидетельствуют о высокой активности отрицательного отбора, направленного на поддержание в популяции существующей последовательности белка, и позволяют рекомендовать наработку фрагментов гена dtxR методом полимеразной цепной реакции в качестве дополнительного метода идентификации возбудителя, что особенно актуально в условиях растущего числа заболеваний, ассоциированных с нетоксигенными штаммами C. diphtheriae. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|