Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1094110.32607/actanaturae.10941Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch ArticleThe genome structure of ciprofloxacin-resistant Mycoplasma hominis clinical isolatesСтруктура генома клинических изолятов Mycoplasma hominis, устойчивых к ципрофлоксацинуKolesnikovaElena A.КолесниковаЕлена А.
Russian Federation
shmelevael@yandex.ruBrusniginaNina F.БруснигинаНина Ф.
Russian Federation
shmelevael@yandex.ruMakhovaMaria A.МаховаМария А.
Russian Federation
shmelevael@yandex.ruAlekseevaAnna E.АлексееваАнна Е.
Russian Federation
shmelevael@yandex.ruAcademician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology, Federal Service for Surveillance on Customers Rights Protection and Human WellbeingНижегородский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной Роспотребнадзора1604202012156623003202030032020Copyright ©; 2020, Kolesnikova E.A., Brusnigina N.F., Makhova M.A., Alekseeva A.E.Copyright ©; 2020, Колесникова Е.А., Бруснигина Н.Ф., Махова М.А., Алексеева А.Е.2020Kolesnikova E.A., Brusnigina N.F., Makhova M.A., Alekseeva A.E.Колесникова Е.А., Бруснигина Н.Ф., Махова М.А., Алексеева А.Е.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10941

The genome structure of three ciprofloxacin-resistant Mycoplasma hominis clinical isolates was studied using next-generation sequencing on the Illumina platform. The protein sequences of the studied Mycoplasma strains were found to have a high degree of homology. Mycoplasma hominis (M45, M57, MH1866) was shown to have limited biosynthetic capabilities, associated with the predominance of the genes encoding the proteins involved in catabolic processes. Multiple single-nucleotide substitutions causing intraspecific polymorphism of Mycoplasma hominis were found. The genes encoding the efflux systems – ABC transporters (the ATP-binding cassette superfamily) and proteins of the MATE (multidrug and toxic compound extrusion) family – were identified. The molecular mechanism of ciprofloxacin resistance of the Mycoplasma hominis M45 and M57 isolates was found to be associated with the Ser83Leu substitution in DNA gyrase subunit A. In the Mycoplasma hominis MH1866 isolate it was related to the Lys144Arg substitution in topoisomerase IV subunit A.

С использованием NGS-секвенирования на платформе Illumina изучена структура генома трех устойчивых к ципрофлоксацину клинических изолятов Mycoplasma hominis. Определена высокая степень гомологии аминокислотных последовательностей исследуемых штаммов микоплазм. Показана ограниченность биосинтетических возможностей M. hominis (М45, М57, МН1866), связанная с преобладанием в их геноме генов, кодирующих белки, которые участвуют в катаболических процессах. Обнаружены множественные однонуклеотидные замены, обусловливающие внутривидовой полиморфизм M. hominis. Выявлены гены, кодирующие эффлюксные системы – АВС-транспортеры (ATP-binding cassette superfamily) и белки семейства MATE (Multidrug and toxic compound extrusion family). Установлено, что молекулярный механизм резистентности к ципрофлоксацину у изолятов M. hominis М45 и M. hominis М57 связан с заменой серина на лейцин в позиции 83 субъединицы А ДНК-гиразы, а у M. hominis МН1866 – с заменой лизина на аргинин в позиции 144 А-субъединицы топоизомеразы IV.

Mycoplasma hominisgenome structureantibiotic resistance mechanismsgyrA and parC genesABC transportersMATEMycoplasma hominisструктура геномасеквенированиегены gyrAparCABC-транспортерыMATEБорхсениус С.Н., Чернова О.А., Чернов В.М., Вишняков И.Е. Микоплазмы в биологии и медицине начала XXI века. СПб.: Наука, 2016. 333 с.Белова А.В., Никонов А.П. // Альманах клинической медицины. 2015. № 39. С. 140–150.Заручейнова О.В., Вербов В.Н., Семенов Н.В. // Материалы научно-практической конференции «От эпидемиологии к диагностике актуальных инфекций». 2014. Т. 4. № 1. С. 67.Байтяков В.В., Сыркина М.Г., Радаева О.А. // Акушерство. Гинекология. 2016. Т. 93. № 1. С. 72–75.Lee M.Y., Kim M.H., Lee W., Kim M.H., Lee W.In., Kang So.Y., Jeon Y.La. // Yonsei Med. J. 2016. V. 5. № 57. P. 1271– 275. doi: 10.3349/ymj.2016.57.5.1271Pereyre S., Sirand-Pugnet P., Beven L., Charron A., Renaudin H., Barré A., Avenaud P., Jacob D., Couloux A., Barbe V., et al. // PLoS Genet. 2009. V. 5. № 10. e1000677. doi: 10.1371/journal.pgen.1000677Колесникова Е.А., Бруснигина Н.Ф. // Инновационные технологии в противоэпидемической защите населения: Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 95-летию ФБУН ННИИЭМ им. академика И.Н. Блохиной. Нижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологиии им. академика И.Н. Блохиной. 2014. С. 208–213.Колесникова Е.А., Бруснигина Н.Ф., Ефимов Е.И. // Современные технологии в эпидемиологическом надзоре за актуальными инфекциями: Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 95-летию со дня рождения академика РАМН И.Н. Блохиной. 2016. С. 166–173.Колесникова Е.А., Бруснигина Н.Ф., Ефимов Е.И. // Русский медицинский журн. Медицинское обозрение. 2018. № 2(1). С. 4–7.Колесникова Е.А., Бруснигина Н.Ф., Кишоян К.Г. // Научное обеспечение противоэпидемической защиты населения: актуальные проблемы и решения: Сборник научных трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 100-летию ФБУН ННИИЭМ им. академика И.Н. Блохиной Роспотребнадзора. 2019. С. 167–170.Okonechnikov K., Golosova О., Fursov М. // J. Bioinformatics. 2012. № 28. Р. 1166–1167. doi: 10.1093/bioinformatics/bts091Kumar S., Stecher G., Tamura K. // Mol. Biol. Evol. 2016. V. 33. № 7. P. 1870–1874. doi: 10.1093/molbev/msw054Aziz R.K., Bartels D., Best A.A., DeJongh M., Disz T., Edwards R.A., Formsma K., Gerdes S., Glass E.M., Kubal M., et al. // BMC Genomics. 2008. V. 9. P. 75. doi: 10.1186/1471-2164-9-75Bertels F., Silander O.K., Pachkov M.l., Rainey P.B., Nimwegen E. // Mol. Biol. Evol. 2014. V. 31. № 5. P. 1077–1088. doi: 10.1093/molbev/msu088Saitou N., Nei M. // Mol. Biol. Evol. 1987. № 4. P. 406–425. doi: 10.1093/oxfordjournals.molbev.a040454Колесникова Е.А., Бруснигина Н.Ф., Махова М.А., Алексеева А.Е. // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2018. Т. 20. № 1. С. 68–72.Балакирев Е.С., Айала Ф.Дж. // Журн. общей биологии. 2004. Т. 65. № 4. С. 306–321.Raherison S., Gonzalez P., Renaudin H., Charron A., Bébéar C., Bébéar C.M. // Antimicrobial Agents Chemotherapy. 2005. V. 49. № 1. Р. 421–429. doi: 10.1128/AAC.49.1.421-424.2005Sun J., Deng Z., Yan A. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2014. № 453. Р. 254–267. doi: 10.1016/j.bbrc.2014.05.090Yoshida H., Bogaki M., Nakamura M. // Antimicrobial Agents Chemotherapy. 1990. V. 34. № 6. Р. 1271–1272. doi: 10.1128/aac.34.6.1271Meng D.Y., Sun C.J., Yu J.B., Ma J., Xue W.C. // Brazilian J. Microbiol. 2014. V. 45. № 1. P. 239–242. doi: 10.1590/s1517-83822014000100034Chernova O.A., Medvedeva E.S., Mouzykantov A.A., Baranova N.B., Chernov V.M. // Acta Naturae. 2016. V. 8. № 2 (29). P. 24–34.Рахматулина М.Р., Кириченко С.В. // Вестник дерматологии и венерологии. 2013. № 3. С. 17–25.