Flavobacterium psychrophilum: мини-обзор

Надежда Воробьева

МГУ им. М. В. Ломоносова, Факультет Биоинженерии и биоинформатики

ABSTRACT

Бактерия Flavobacterium psychrophilum - представительница одного из многочисленных родов Bacteroidota - это грамотрицательная палочка, обитающая в пресных водоемах. Комфортная для ее жизни температура - 3-15 по цельсию (Holt et al., 1993), потому и называется и psychrophilum - (от лат.) любящая холод. Знаменита тем, что вызывает так называемую “болезнь холодной воды” (bacterial coldwater disease (BCWD)) лососевых и “rainbow trout fry syndrome” (RTFS) . Исследования F. psychrophilum призваны внести ясность в пока не исследованные молекулярные основы патогенности и способы борьбы с болезнью, приносящей довольно несерьезный экономический ущерб рыболовству. (Duchaud, E. et al., 2007).

INTRODUCTION

BCWD поражает такие коммерчески ценные виды, как радужная форель Oncorhynchus mykiss, coho salmon (O. kisutsh), и аю (Plecoglossus altivelis). Смертность может быть как очень низкой (1%) и непрерывной, так и достигать 75% при вспышках заболевания. У радужной форели RTFS приводит к смертности от 10 до 30%, довольно часто повышаясь до 70% (Chua 1991; Santos, Huntly, Turnbull & Hastings 1992). Самый высокий показатель смертности составил 90% у радужной форели, 85% у семги. Заболевание передается при непосредственном контакте, при совместном проживании в одном водоеме. Также может передаваться вертикально через икринки (содержащегося в них лизоцима не хватает, чтобы предотвратить инфекцию). Иммунная система рыб не справляется с инфекцией: даже высокое содержание антител, наблюдаемое в сыворотке крови форели, не давало ощутимого уменьшения количества инкубированных в ней колоний. Про метаболические особенности известно (Noel R. Krieg et al., 2010), что F. psychrophilium не может питаться за счет сложных углеводов, но зато способна расщеплять широкий спектр белков, в том числе вырабатывает множество белковых экзотоксинов. Экспрессия различных протеаз зависит от доступности азота и углеводов, ионов кальция, бария и стронция.

MATERIAL AND METHODS

SUPPLEMENTARY DATA

REFERENCES

  1. Noel R. Krieg, James T. Staley, Daniel R. Brown, Brian P. Hedlund, Bruce J. Paster, Naomi L. Ward, … William B. Whitman. et al. 2010. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology: Volume 4: The Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, Fibrobacteres, Fusobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamydiae, and Planctomycetes, Springer New York, NY, Hardcover ISBN 978-0-387-95042-6, https://doi.org/10.1007/978-0-387-68572-4
  2. Holt, R. A. 1994. Coldwater Disease. Pp. IV: 1–4, in: Suggested procedures for the detection and identification of certain finfish and shellfish pathogens, 4th edition, version 1, Thoesen, J. C., ed. Fish Health Section. American Fisheries Society. Bethesda, Maryland
  3. Duchaud, E., Boussaha, M., Loux, V. et al. 2007. Complete genome sequence of the fish pathogen Flavobacterium psychrophilum. Nat Biotechnol 25, 763–769 (2007). https://doi.org/10.1038/nbt1313
  4. Chua F.H.C. 1991. A Study on the Rainbow Trout Fry Syndrome. MSc thesis, Institute of Aquaculture, University of Stirling, Stirling.
  5. A. Decostere, F. Pasmans and F. Haesebrouck. 2003. Flavobacterium psychrophilum infections in salmonid fish A. Nematollahi, Laboratory of Veterinary Bacteriology and Mycology, Department of Pathology, Bacteriology and Avian Diseases, Faculty of Veterinary Medicine, Ghent University, Merelbeke, Belgium

TABLE AND FIGURES LEGENDS

  • Табл. 1 - основные сведения о хромосомах.

  • Рис. 1 - распределение длин белков.

RESULTS

Основные сведения о геноме:

Две кольцевые хромосомы:

Table_1
Tаблица 1: Основные сведения о хромосомах

GC-содержание очень низкое, что может быть вызвано тем, что бактерия должна часто делиться: АТ-богатые последовательности лучше плавятся.

Основные сведения о белок-кодирующих генах:

Всего - 2416; из них 1115 на + цепи, остальные 1301 - на -.

Figure_1
Рис. 1: Распределение длин белков
  • Средняя длина белков: 336

  • Медиана длины белков: 284

  • Мода длин белков: 284

(Посчитано посредством скрипта aa_counter.py (здесь и далее - ссылки на названия соответствующих скриптов на гитхабе))

Видно, что мода и медиана меньше среднего, распределение сильно сдвинуто к началу координат: коротких белков большинство. Встречаются длиннее 2000 - их 6 - они кодируют белки связи с поверхностью, якорные, структурные и связанные с движением полидоменные белки, вот их названия из feature table:

  • gliding motility-associated C-terminal domain-containing protein

  • cell surface protein SprA

  • T9SS type B sorting domain-containing protein

  • choice-of-anchor L domain-containing protein

  • fibronectin type III domain-containing protein

  • T9SS type B sorting domain-containing protein

(Источник - protein_counter.py)

С рибосомами ассоциировано 66 белков, среди них связанные с модификациями и рРНК и обслуживающие рибосому ферменты (н-р 30S ribosome-binding factor RbfA). Рибосомальных белков 57 и они составляют 2.36% от протеома (ribo_counter.py).

Гипотетически определенных белков - 382, что составляет 15.81126% от всех белков (hypo_counter.py)

Транспортных белков - 89, на них приходится 3.68377% от всех белков (transprrr_counter.py)

Основные сведения об РНК-кодирующих генах:

Всего в геноме 71 ген, кодирующий РНК. 18 - рибосомных, 49 - транспортных; еще 4 - некодирующие (type_rna_counter.py).

Коэффициент RNA/protein = 0.03022