Shigella dysenteriae type 1 mang gen tổng hợp LPS của Salmonella typhimurium ảnh hưởng đến cả sự tiết kháng nguyên xâm lấn IpaH và xâm lấn

Debabrata Biswas1, Michael Bagdasarian2, Ranajit Kumar1
1National Institute of Cholera and Enteric Diseases, Calcutta, India
2Department of Microbiology, Michigan State University, East Lansing, USA

Tóm tắt

Một chủng Shigella dysenteriae 1 được phân lập từ một đợt dịch tại Tây Bengal, Ấn Độ. Chủng này chứa sáu plasmid bao gồm một plasmid virulence lớn. Một plasmid, pPR1347 mang cụm gen rfb và gen rfc của Salmonella typhimurium đã được chuyển giao vào chủng xâm lấn Shigella dysenteriae 1 này qua phương pháp lai ba với tần suất rất thấp. Chỉ có năm dòng ổn định (100%) được phân lập sau khi khảo sát hàng nghìn dạng thuộc. Tất cả năm transconjugants đều âm tính với Sereny và không thể xâm lấn vào tế bào HeLa. Các transconjugants thể hiện sự phản ứng chéo mạnh với huyết thanh của S. dysenteriae 1 nhưng thể hiện phản ứng yếu với huyết thanh Salmonella typhimurium. Hồ sơ plasmid của các transconjugants không bị thay đổi so với chủng hoang dã ngoại trừ sự hiện diện của pPR 1347. Các transconjugants đã phục hồi khả năng xâm lấn sau khi loại bỏ (khử) pPR 1347. Tuy nhiên, huyết thanh của bệnh nhân hồi phục mắc bệnh Shigella có khả năng phát hiện protein IpaABCD từ lysate tế bào toàn phần và siêu nat của transconjugants và transconjugants đã khử (pPR 1347). Một protein IpaH 60 kDa không được tiết vào siêu nat của văn hóa bởi các transconjugants. Quá trình tổng hợp lipopolysaccharides (LPS) của các chủng lai đã được tăng cường trong khoảng từ 43 đến 67 kDa so với các chủng S. dysenteriae 1 hoang dã.

Từ khóa

#Shigella dysenteriae 1 #Salmonella typhimurium #plasmid #IpaH #lipopolysaccharides

Tài liệu tham khảo

Baron, L.S., Kopecko, D.J., Formal, S.B., Seid, R., Guerry, P. & Powell, C. 1987 Introduction of Shigella flexneri 2a Type and group antigen genes into oral hybrid vaccine strain Salmonella typhi Ty21a. Infection and Immunity 55, 2797–2801.

Binns, M.M., Vaughan, S. & Timmis, K.N. 1985 O-antigen are essential virulence factors of Shigella sonnei and Shigella dysenteriae. Zentralblatt für Bakteriologie Mikrobiologie und Hygiene Serie B 181, 197–205.

Biwas, D., Datta, S. Ganguly, U., Pal, S.C. & Kumar, R. 1991 Expression of virulence and Antibiotic Resistance in an Escherichia coli Transconjugant Carrying a Large Plasmid pCAT120 of Shigella dysenteriae Type 1 and Its Spontaneous Fragmentations. Folia Microbiologica 36, 127–135.

Bogosian, G. & Kane, J.F. 1991 Fate of recombinant Esclerichia coli in the environment Advances in Applied Microbiology 36, 87–131.

Buysse, J.M., Hartman, A.B., Strockbine, N. & Venkatesan, M. 1995 Genetic polymorphism of the IpaH multicopy antigen gene in Shigella spps. and enteroinvasive Escherichia coli. Microbial Pathogenesis 19, 335–349.

Buysee, J.M., Stoker, C.K., Oaks, E.V., Venkatesan, M. & Kopecko, D.J. 1987 Molecular cloning of invasion plasmid antigen (ipa) genes from Shigella flexneri: analysis of ipa gene products and genetic mapping. Journal of Bacteriology 169, 2561–2569.

Formal, S.B., Baron, L.S., Kopecko, D.J., Washington, O., Powell, C. & Life, C.A. 1981 Construction of a potential bivalent strain: introduction of Shigella sonnei form I antigen genes into the galE Salmonella typhi Ty 21a typhoid vaccine strain. Infection and Immunity 34, 746–750.

Formal, S.B., Hale, T.L., Kapfer, C., Cogan, J.P., Snoy, P.J., Chung, R., Wimgfield, M.I., Elisberg, B.L. & Baron, L.S. 1984 Oral vaccination of monkeys with an invasive Escherichia coli K-12 hybrid expression Shigella flexneri 2a somatic antigen. Infection and Immunity 46, 645–649.

Gaudio, A.P., Sethabuter, O., Echeverria, P. & Hoge, C.W. 1997 Utility of a polymerase chain reaction diagnostic system in a study of the epidemiology of Shigellosis among dysentery patients, family contacts and well controls living in a shigellosis-endemic area. Journal of Infections Diseases 176, 1013–1018.

Hale, T.L., Oaks, E.V. & Formal, S.B. 1985 Identification and antigenic characterization of virulence associated, plasmid coded proteins of Shigella spp. and enteroinvasive Escherichaia coli. Infection and Immunity 50, 620–626.

Hall, M.N. & Silhavy, T.J. 1981 Genetic analysis of the major outer membrane proteins of Escherichia coli. Annual Review of Genetics 15, 91–142.

Hartman, A.B., Venkatesan, M., Oaks, E.V. & Buysee, J.M. 1990 Sequence and molecular characterization of a multicopy invasion plasmid antigen gene, ipaH of Shigella flexneri. Journal of Bacteriology 172, 1905–1915.

Kado, C.I. & Liu, S.T. 1981 Rapid procedure for detection and isolation of large and small plasmids. Journal of Bacteriology 145, 1365–1373.

Kato, J., Ito, K.I., Nakamura, A. & Watanabe, H. 1989 Cloning of regions required for contact hemolysis and entry into LLC-MK2 cells from Shigella sonnei form I plasmid, virF is a positive regulator for these phenotypes. Infection and Immunity 57, 1391–1398.

Laemmli, U.K. 1970 Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature 227, 680–685.

Maniatis, T., Fritsch, E.F. & Sambrook, J. 1982 Molecular Cloning. A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory, ISBN 0-87969-309-6.

Mills, S.D., Sekizakin, T., Gonaza-lez-Carreno, M.I. & Timmis, K.N. 1988 Analysis and genetic manipulation of Shigella virulence determinants for vaccine development. Vaccine 6, 116–122.

Neal, B.L., Brown, P.K. & Reeves, P.R. 1993 Use of Salmonella Phage P22 for Transduction in Escherichia coli. Journal of Bacteriology 175, 7115–7118.

Oaks, E.V., Wingfield, M.E. & Formal, S.B. 1985 Plaque formation by Shigella flexneri. Infection and Immunity 48, 124–129.

Palchaudhuri, S., Kumar, R., Sen, D., Pal, R., Ghosh, S., Sarkar, B.L., Bhattacharya, S.K. & Pal, S.C. 1985 Molecular epidemiology of plasmid patterns in Shigella dysenteriae type 1 obtained from an outbreak in West Bengal (India). FEMS Microbiology Letters 30, 187–191.

Sansonetti, P.J., Kopecko, D.J. & Formal, S.B. 1981 Shigella sonnei plasmids; evidence that a large plasmid is necessary for virulence. Infection and Immunity 34, 75–83.

Sansonetti, P.J., Kopecko, D.J. & Formal, S.B. 1982 Involvement of a plasmid in the invasive ability of Shigella flexneri. Infection and Immunity 35, 852–860.

Sereny, B. 1955 Experimental shigella conjunctivitis. Acta Microbiologica Academiae Scientiae Hungaricae 2, 293–296.

Shaikh, N.M., Nair, G.B. & Kumar, R. 1995 Significance of the secreted form of IpaC, a 45-kDa protein of Shigella dysenteriae 1, in the invasive process as determined by monoclonal antibodies. FEMS Microbiology Letters 125, 247–254.

Slauch, J.M., Mahan, J., Michetti, P., Neutra, M.R. & Mekalanos, J.J. 1995 Acetylation (O-Factor 5) a.ects the structural and immunological properties of Salmonella typhimurium Lipopolysaccharide O antigen. Infection and Immunity 63, 437–441.

Sturm, S. & Timmis, K.N. 1986 Cloning of the rfb gene of Shigella dysenteriae 1 and construction of an rfb-rfp gene cassette for the development of lipopolysaccharide-based live-anti-dysentery vaccines. Microbial Pathogenesis I, 289–297.

Tomoeda, M., Inuzuka, M., Kudo, N. & Kakamura, S. 1968 Effective elimination of drug resistance and sex factors in Escherichia coli by sodium dodecyl sulfate. Journal of Bacteriology 95, 1078–1089.

Tsai, C.M. & Frasch, C.E. 1982 A sensitive silver stain for detecting lipopolysaccharide in polyacrylamide gels. Analytical Biochemistry 119, 115–119.

Towbin, H., Stachelin, T. & Gordon, J. 1979 Electrophoretic transfer of proteins from polyacrylamide gels to nitrocellulose sheets: Procedure and some applications. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 76, 4350–4354.

Venkatesan, M.M., Buysee, J.M. & Kopecko, D.J. 1989 Use of Shigella flexneri ipaC and ipaH gene sequences for the general identification of Shigella spp. and enteroinvasive Escherichia coli. Journal of Clinical Microbiology 27, 2687–2691.

Watanabe, H.E., Arakawa, K., Ito, K.I., Kato, J. & Nakamura, A. 1990 Genetic analysis of an invasion region by use of a Tn3-lac transposon and identification of a second positive regulator gene invE for cell invasion of Shigella sonnei: significant homology of InvE with ParB of plasmid PI. Journal of Bacteriology 172, 619–629.

Watanabe, H.E. & Timmis, K.N. 1984 A small plasmid in Shigella dysenteriae 1 specifies one or more functions essential for antigenic production and bacterial virulence. Infection and Immunity 43, 391–396.

Watarai, M., Tobe, T., Yoshikawa, M. & Sasakawa, C. 1995 Contact of Shigella with host cells triggers release of Ipa invasins and is an essential function of invasiveness. EMBO Journal 14, 2461–2470.

Watson, M.E.E. 1984. Compilation of published signal sequences. Nucleic Acids Research 12, 5145–5164.