Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Лептоспира (древнегреческий: лептос , «тонкий, тонкий» и латинское: спираль , «спираль») [1] - родбактерий спирохет , включающий небольшое количество патогенных и сапрофитных видов. [2] Лептоспира была впервые обнаружена в 1907 году всрезах почечной тканижертвы лептоспироза, которая, как было описано, умерла от « желтой лихорадки ». [3]

Таксономия [ править ]

Leptospira вместе с родами Leptonema и Turneria является членом семейства Leptospiraceae . Род Leptospira разделен на 20 видов на основе исследований гибридизации ДНК. [4] [5]

Патогенная лептоспира

Leptospira alstonii Smythe et al. 2013 [" Leptospira alstoni " Haake et al. 1993 ]
Leptospira interrogans (Стимсон 1907) Wenyon 1926 исправить. Фейн и Столлман 1982 [" Spirochaeta interrogans " Стимсон 1907 ; " Spirochaeta nodosa " Hubener & Reiter 1916 ; " Spirochaeta icterohaemorrhagiae " Inada et al. 1916 ; " Spirochaeta icterogenes " Уленхут и Фромм, 1916 ; " Leptospira icteroides " Ногучи 1919 ]
Leptospira kirschneri Ramadass et al. 1992 г.
Leptospira noguchii Yasuda et al. 1987 г.
Leptospira alexanderi Brenner et al. 1999 г.
Leptospira weilii Yasuda et al. 1987 г.
Leptospira borgpetersenii Yasuda et al. 1987 г.
Leptospira santarosai Yasuda et al. 1987 г.
Leptospira kmetyi Slack et al. 2009 [6]
Leptospira mayottensis Bourhy et al. 2014 г.

Промежуточные или условно-патогенные лептоспиры

Leptospira inadai Yasuda et al. 1987 г.
Leptospira fainei Perolat et al. 1998 г.
Leptospira broomii Levett et al. 2006 [7]
Leptospira licerasiae Matthias et al. 2009 [8]
Leptospira wolffii Slack et al. 2008 [9]

Непатогенная лептоспира

Leptospira biflexa ( Wolbach and Binger 1914) Noguchi 1918 emend. Фейн и Столлман 1982 [" Spirochaeta biflexa " Wolbach & Binger 1914 ; « Анкона анкона »; « Канела канела »; " Jequitaia jequitaia "]
Leptospira idonii Saito et al. 2013
Leptospira meyeri Yasuda et al. 1987 г.
Leptospira wolbachii Yasuda et al. 1987 г.
Leptospira vanthielii Smythe et al. 2013
Leptospira terpstrae Smythe et al. 2013
Leptospira yanagawae Smythe et al. 2013

Члены Leptospira также сгруппированы в серовары в соответствии с их антигенным родством. В настоящее время существует более 200 признанных сероваров. Несколько сероваров обнаружены более чем у одного вида Leptospira .

На своем заседании 2002 года Комитет по таксономии лептоспир Международного союза микробиологических обществ утвердил следующую номенклатуру сероваров лептоспир. Названия родов и видов, как обычно, выделены курсивом, название серовара не выделено курсивом и с первой буквы в верхнем регистре.

Род вид серовар Serovar_name

Например:

  • Leptospira interrogans серовар Australis
  • Leptospira biflexa серовар Паток

Филогения [ править ]

В настоящее время принятая таксономия основана на Списке названий прокариот, стоящих в номенклатуре (LPSN) [10] и Национальном центре биотехнологической информации (NCBI), [11], а филогения основана на версии 123 LTP на основе 16S рРНК, автор: ' Проект «Всевидовое живое дерево» . [12]

Морфология [ править ]

Хотя описано более 200 серотипов Leptospira , все представители этого рода имеют сходную морфологию. Leptospira представляют собой спиралевидные бактерии длиной 6-20 мкм и диаметром 0,1 мкм с длиной волны около 0,5 мкм. [13] Один или оба конца спирохеты обычно крючковатые. Живые лептоспиры настолько тонкие, что их лучше всего наблюдать с помощью темнопольной микроскопии .

Бактерии имеют несколько степеней свободы; будучи готовой к размножению посредством бинарного деления , бактерия заметно изгибается в месте будущего расщепления.

Сотовая структура [ править ]

У лептоспир есть грамотрицательная клеточная оболочка, состоящая из цитоплазматической и внешней мембраны . Однако слой пептидогликана связан с цитоплазматической, а не с внешней мембраной, расположение, которое является уникальным для спирохет . Два жгутики из лептоспиров простираются от цитоплазматической мембраны на концах бактерии в периплазмическое пространство и необходимы для моторики лептоспира . [14]

Наружная мембрана содержит множество липопротеинов и трансмембранных белков внешней мембраны . [15] Как и ожидалось, белковый состав внешней мембраны отличается при сравнении лептоспир, выращиваемых в искусственной среде, с лептоспирой, присутствующей у инфицированного животного. [16] [17] [18] Несколько лептоспирозный белки наружной мембраны были показаны , чтобы прикрепить к принимающей внеклеточного матрикса и фактора Н . Эти белки могут быть важны для адгезии с Leptospira к тканям хоста и в сопротивлении дополнения соответственно.[19] [20] [21]

Наружная мембрана Leptospira , как и большинство других грамотрицательных бактерий, содержит липополисахарид (LPS). Различия в высокоиммуногенной структуре ЛПС объясняют многочисленные серовары Leptospira . [13] Следовательно, иммунитет специфичен для серовара; Существующие лептоспиральные вакцины, которые состоят из одного или нескольких сероваров Leptospira, эндемичных в популяции, подлежащей иммунизации, защищают только от сероваров, содержащихся в препарате вакцины. Лептоспиральный ЛПС обладает низкой активностью эндотоксина. [13] Необычной особенностью лептоспирального ЛПС является то, что он активирует клетки-хозяева через TLR2, а не через TLR4 . [22] Уникальная структура липидной части молекулы LPS может объяснить это наблюдение. [23] Наконец, содержание антигена LPS O L. interrogans отличается у остро инфицированных и хронически инфицированных животных. [24] Роль изменений О-антигена в возникновении или поддержании острой или хронической инфекции, если таковая имеется, неизвестна.

Среда обитания [ править ]

Leptospira , как патогенные, так и сапрофитные, могут занимать различные среды, среды обитания и жизненные циклы; эти бактерии встречаются по всему миру, кроме Антарктиды. Высокая влажность и нейтральный (6,9–7,4) pH необходимы для их выживания в окружающей среде, поскольку стоячие водоемы - болота, мелкие озера, пруды, лужи и т. Д. - являются естественной средой обитания бактерий.

Питание [ править ]

Leptospira обычно культивируют при 30 ° C в среде Эллингхаузена-Маккалоу-Джонсона-Харриса (EMJH), в которую можно добавить 0,21% кроличью сыворотку для усиления роста привередливых штаммов. [25] Рост патогенных лептоспир в искусственной питательной среде, такой как EMJH, становится заметным через 4-7 дней; рост сапрофитных штаммов происходит в течение 2–3 дней. Минимальная температура роста патогенных видов составляет 13–15 ° C. Поскольку минимальная температура роста сапрофитов составляет 5–10 ° C, способность Leptospira расти при 13 ° C может использоваться для отличия сапрофитов от патогенных видов Leptospira . [25] Оптимальный pH для роста лептоспир составляет 7,2–7,6.

Leptospira - это аэробы, основным источником углерода и энергии которых во время роста in vitro являются длинноцепочечные жирные кислоты, которые метаболизируются путем бета-окисления. [26] [27] Жирные кислоты содержатся в EMJH в форме Tween . [25] Молекулы жирных кислот связываются альбумином в EMJH и медленно высвобождаются в среду, чтобы предотвратить его токсическое накопление.

Как и большинству бактерий, лептоспирам для роста требуется железо. [28] L. interrogans и L. biflexa обладают способностью приобретать железо в различных формах. [29] TonB-зависимые рецепторы , необходимые для использования в черной форме железа было идентифицировано в L. biflexa , и ортолог рецептора закодирован в геноме L. interrogans . L. interrogans также может получать железо из гема , который связан с большей частью железа в организме человека. Гемин-связывающий белок HbpA, который может участвовать в поглощении гемина, был идентифицирован на поверхности L. interrogans [30]. Хотя у других патогенных видов Leptospira и L. biflexa отсутствует HbpA, еще один гемин-связывающий белок, LipL41, может объяснять их способность использовать гемин в качестве источника железа. [30] Хотя они не секретируют сидерофоры , L. biflexa и L. interrogans могут получать железо из сидерофоров, секретируемых другими микроорганизмами. [29]

Геном [ править ]

Геном патогенной лептоспиры состоит из двух хромосом. Размер геномов сероваров L. interrogans Copenhageni и Lai составляет примерно 4,6 Мб. [31] [32] Однако геном серовара Hardjo L. borgpetersenii имеет размер всего 3,9 МБ с большим количеством псевдогенов, фрагментов генов и последовательностей вставок по сравнению с геномами L. interrogans. [33] L. interrogans и L. borgpetersenii имеют 2708 общих генов, из которых 656 являются патогенно-специфическими генами. Содержание гуанина плюс цитозина (GC) составляет от 35% до 41%. [34] L. borgpeterseniiserovar Hardjo обычно передается при прямом контакте с инфицированными тканями, тогда как L. interrogans часто передается из воды или почвы, загрязненной мочой животных-переносчиков, у которых в почках содержатся лептоспиры . Большое количество дефектных генов и последовательностей вставки у L. borgpetersenii Hardjo вместе с плохой выживаемостью вне хозяина и различиями в моделях передачи по сравнению с L. interrogans предполагают, что L. borgpetersenii подвергается геномному распаду, опосредованному вставкой последовательностей, с продолжающейся потерей генов, необходимых для выживания вне животного-хозяина. [33]

Генотипирование [ править ]

Определение последовательности генома нескольких штаммов Leptospira привело к развитию мультилокусного типирования VNTR (Variable Number of Tandem Repeats) и мультилокусного типирования последовательностей (MLST) для идентификации патогенных видов Leptospira на уровне видов. [35] Оба метода потенциально могут заменить весьма неоднозначный метод серотипирования, который в настоящее время является модным для идентификации штаммов лептоспирусов. [35]

См. Также [ править ]

  • Лептоспироз

Ссылки [ править ]

  1. ^ «лептоспироз» . Словарь английского языка американского наследия: четвертое издание . Bartleby.com. 2000. Архивировано из оригинала на 2007-11-15 . Проверено 13 мая 2007 .
  2. ^ Райан KJ; Рэй CG, ред. (2004). Шеррис Медицинская микробиология (4-е изд.). Макгроу Хилл. ISBN 978-0-8385-8529-0.
  3. ^ Стимсон AM (1907). «Замечание об организме, обнаруженном в тканях желтой лихорадки». Отчеты об общественном здравоохранении . 22 (18): 541. DOI : 10,2307 / 4559008 . JSTOR 4559008 . 
  4. Brenner DJ, Kaufmann AF, Sulzer KR, Steigerwalt AG, Rogers FC, Weyant RS (1999). «Дальнейшее определение родства ДНК между серогруппами и сероварами в семействе Leptospiraceae с предложением для Leptospira alexanderi sp. Nov. И четырех новых геномовидов Leptospira» . Int. J. Syst. Бактериол . 49 (2): 839–58. DOI : 10.1099 / 00207713-49-2-839 . PMID 10319510 . 
  5. ^ Бхарти А.Р., Нэлли JE, Ricaldi Ю.Н., Маттиас М.А., Диас М.М., Лавтт М.А., Леветт П.Н., Джилмэн RH, Willig МР, Gotuzzo Е, Vinetz JM (2003). «Лептоспироз: зооноз мирового значения». Ланцетные инфекционные болезни . 3 (12): 757–71. DOI : 10.1016 / S1473-3099 (03) 00830-2 . PMID 14652202 . 
  6. ^ Slack AT, Khairani-Bejo S, Symonds ML и др. (Апрель 2009 г.). « Leptospira kmetyi sp. Nov., Выделенная из источника окружающей среды в Малайзии» . Int. J. Syst. Evol. Microbiol . 59 (Pt 4): 705–8. DOI : 10.1099 / ijs.0.002766-0 . PMID 19329592 . 
  7. ^ Леветт PN, Мори RE, Galloway RL, Steigerwalt AG (2006). « Leptospira broomii sp. Nov., Выделенная от человека, больного лептоспирозом». Int. J. Syst. Evol. Microbiol . 56 (Pt 3): 671–3. DOI : 10.1099 / ijs.0.63783-0 . PMID 16514048 . 
  8. ^ Маттиас М.А., Рикальди Дж. Н., Сеспедес М., Диас М. М., Галлоуэй Р. Л., Сайто М., Штайгервальт А. Г., Патра К. П., Рудное резюме, Готуццо Е., Гилман Р. Х., Леветт П. Н., Винетц Дж. М. (2008). Пикардо М (ред.). «Лептоспироз человека, вызванный новой, антигенно уникальной лептоспирой, связанной с резервуаром видов Rattus в перуанской Амазонии» . PLoS Negl Trop Dis . 2 (4): e213. DOI : 10.1371 / journal.pntd.0000213 . PMC 2271056 . PMID 18382606 .  
  9. ^ Slack AT, Kalambaheti T, Symonds ML, Dohnt MF, Galloway RL, Steigerwalt AG, Chaicumpa W, Bunyaraksyotin G, Craig S, Harrower BJ, Smythe LD (октябрь 2008 г.). « Leptospira wolffii sp. Nov., Выделенная от человека с подозрением на лептоспироз в Таиланде» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 58 (Pt 10): 2305–8. DOI : 10.1099 / ijs.0.64947-0 . PMID 18842846 . 
  10. ^ JP Euzéby. « Спирохеты » . Список названий прокариот, стоящих в номенклатуре (LPSN) . Проверено 20 марта 2016 .
  11. ^ Сэйерс; и другие. « Спирохеты » . База данных таксономии Национального центра биотехнологической информации (NCBI) . Проверено 20 марта 2016 .
  12. ^ Проект «Живое дерево всех видов» . «Выпуск 123 LTP на основе 16S рРНК (полное дерево)» (PDF) . Silva Полная база данных рибосомных РНК . Проверено 20 марта 2013 .
  13. ^ a b c Леветт П.Н. (2001). «Лептоспироз» . Clin. Microbiol. Ред . 14 (2): 296–326. DOI : 10.1128 / CMR.14.2.296-326.2001 . PMC 88975 . PMID 11292640 .  
  14. ^ Picardeau МЫ, Brenot А, Санкт - Жирон I (2001). «Первые доказательства замены гена у Leptospira spp. Инактивация L. biflexa flaB приводит к неподвижным мутантам, дефицитным по эндофлагеллам» . Мол. Microbiol . 40 (1): 189–99. DOI : 10.1046 / j.1365-2958.2001.02374.x . PMID 11298286 . 
  15. ^ Cullen PA, Cordwell SJ, Bulach DM, Хааке DA, Adler B (2002). «Глобальный анализ белков внешней мембраны от Leptospira interrogans Serovar Lai» . Заразить. Иммун . 70 (5): 2311–8. DOI : 10.1128 / IAI.70.5.2311-2318.2002 . PMC 127947 . PMID 11953365 .  
  16. ^ Хааке DA, Martinich C, Summers Т.А., Shang Е.С., Pruetz JD Маккой А.М., Мазель М.К., Болин CA (1998). «Характеристика липопротеина липопротеина внешней мембраны лептоспирала LipL36: подавление, связанное с поздней логарифмической фазой роста и инфекцией млекопитающих» . Заразить. Иммун . 66 (4): 1579–87. PMC 108091 . PMID 9529084 .  
  17. ^ Palaniappan RU, Chang YF, Jusuf SS, Артюшин S, Тимони JF, МакДонох SP, Барр SC, Divers TJ, Simpson KW, МакДонох PL, Mohammed HO (2002). «Клонирование и молекулярная характеристика иммуногенного белка LigA из Leptospira interrogans » . Заразить. Иммун . 70 (11): 5924–30. DOI : 10.1128 / IAI.70.11.5924-5930.2002 . PMC 130282 . PMID 12379666 .  
  18. ^ Nally JE, Whitelegge JP, Bassilian S, Blanco DR, Ловетт MA (2007). «Характеристика протеома внешней мембраны Leptospira interrogans, экспрессируемого во время острой летальной инфекции» . Заразить. Иммун . 75 (2): 766–73. DOI : 10.1128 / IAI.00741-06 . PMC 1828474 . PMID 17101664 .  
  19. ^ Верма А, Hellwage Дж, Артюшин S, Zipfel ПФ, Kraiczy Р, Тимони ДФ, Стивенсон В (2006). «LfhA, новый фактор H-связывающий белок из Leptospira interrogans » . Заразить. Иммун . 74 (5): 2659–66. DOI : 10.1128 / IAI.74.5.2659-2666.2006 . PMC 1459737 . PMID 16622202 .  
  20. ^ Барбоса AS, Абреу PA, Невиш FO, Atzingen М.В., Watanabe М.М., Виейра М.Л., Мораиш ZM, Vasconcellos SA, Насименто AL (2006). «Недавно идентифицированный лептоспиральный адгезин опосредует прикрепление к ламинину» . Заразить. Иммун . 74 (11): 6356–64. DOI : 10.1128 / IAI.00460-06 . PMC 1695492 . PMID 16954400 .  
  21. ^ Ча HA, Kelley MM, Chen TL, Меллер AK, Матсунаг J, Хааке DA (2007). «Физиологическая осмотическая индукция адгезии Leptospira interrogans : LigA и LigB связывают белки внеклеточного матрикса и фибриноген» . Заразить. Иммун . 75 (5): 2441–50. DOI : 10.1128 / IAI.01635-06 . PMC 1865782 . PMID 17296754 .  
  22. ^ Werts C, Tapping RI, Mathison JC, Chuang TH, Kravchenko V, Saint Girons I, Haake DA, Godowski PJ, Hayashi F, Ozinsky A, Underhill DM, Kirschning CJ, Wagner H, Aderem A, Tobias PS, Ulevitch RJ ( 2001). «Лептоспиральный липополисахарид активирует клетки посредством TLR2-зависимого механизма». Nat. Иммунол . 2 (4): 346–52. DOI : 10.1038 / 86354 . PMID 11276206 . 
  23. ^ Que-Gewirth Н. Л., Рибейро А.А., Кэлб С.Р., Коттер RJ, Булач Д.М., Адлер В, Жироне IS, Werts С, Raetz CR (2004). «Метилированная фосфатная группа и четыре амидно-связанных ацильных цепочки в липиде A Leptospira interrogans . Мембранный якорь необычного липополисахарида, который активирует TLR2» . J. Biol. Chem . 279 (24): 25420–9. DOI : 10.1074 / jbc.M400598200 . PMC 2556802 . PMID 15044492 .  
  24. ^ Nally JE, Chow E, Фишбеин MC, Blanco DR, Ловетт MA (2005). «Изменения липополисахарида О-антигена для различения острых и хронических инфекций Leptospira interrogans » . Заразить. Иммун . 73 (6): 3251–60. DOI : 10.1128 / IAI.73.6.3251-3260.2005 . PMC 1111870 . PMID 15908349 .  
  25. ^ a b c Джонсон Р. К., Харрис В. Г. (1967). «Дифференциация патогенных и сапрофитных лептоспир I. Рост при низких температурах» . J. Bacteriol . 94 (1): 27–31. PMC 251866 . PMID 6027998 .  
  26. Перейти ↑ Johnson RC, Gary ND (1963). «ПИТАНИЕ LEPTOSPIRA POMONA II.: Требования к жирным кислотам» . J. Bacteriol . 85 (5): 976–82. PMC 278270 . PMID 14044026 .  
  27. ^ Хеннберри RC, Cox CD (1970). «Бета-окисление жирных кислот лептоспирой ». Может. J. Microbiol . 16 (1): 41–5. DOI : 10.1139 / m70-007 . PMID 5415967 . 
  28. ^ Faine S (1959). «Железо как потребность роста патогенных лептоспир » . J. Gen. Microbiol . 20 (2): 246–51. DOI : 10.1099 / 00221287-20-2-246 . PMID 13654718 . 
  29. ^ a b Louvel H, Bommezzadri S, Zidane N, Boursaux-Eude C, Creno S, Magnier A, Rouy Z, Médigue C, Saint Girons I, Bouchier C, Picardeau M (2006). «Сравнительный и функциональный геномный анализ транспорта и регуляции железа у Leptospira spp» . J. Bacteriol . 188 (22): 7893–904. DOI : 10.1128 / JB.00711-06 . PMC 1636298 . PMID 16980464 .  
  30. ^ a b Asuthkar S, Velineni S, Stadlmann J, Altmann F, Sritharan M (2007). «Экспрессия и характеристика железо-регулируемого гемин-связывающего белка, HbpA, из Leptospira interrogans Serovar Lai» . Заразить. Иммун . 75 (9): 4582–91. DOI : 10.1128 / IAI.00324-07 . PMC 1951163 . PMID 17576761 .  
  31. ^ Ren SX, Fu G, Jiang XG, Zeng R, Miao YG, Xu H, Zhang YX, Xiong H, Lu G, Lu LF, Jiang HQ, Jia J, Tu YF, Jiang JX, Gu WY, Zhang YQ, Cai Z, Sheng HH, Yin HF, Zhang Y, Zhu GF, Wan M, Huang HL, Qian Z, Wang SY, Ma W, Yao ZJ, Shen Y, Qiang BQ, Xia QC, Guo XK, Danchin A, Saint Girons I. , Сомервилль Р.Л., Вэнь Ю.М., Ши М.Х., Чен З., Сюй Дж.Г., Чжао Г.П. (2003). «Уникальные физиологические и патогенные особенности Leptospira interrogans, выявленные с помощью полногеномного секвенирования» . Природа . 422 (6934): 888–93. DOI : 10,1038 / природа01597 . PMID 12712204 . 
  32. ^ Насименто А.Л., Ко А.И., Мартинс Э.А., Монтейро-Виторелло CB, Хо П.Л., Хааке Д.А., Верджовски-Алмейда С., Хартскерл Р.А., Маркиз М.В., Оливейра М.С., Менк К.Ф., Лейте LC, Каррер Х., Коутиньо Л.Л., Деграв WM Деллагостин О.А., Эль-Дорри Х., Ферро ES, Ферро М.И., Фурлан Л.Р., Гамберини М., Джилиоти Э.А., Гоэс-Нето А., Голдман Г.Х., Голдман М.Х., Харакава Р., Жеронимо С.М., Жункейра-де-Азеведо, Иллинойс, Кимура Е.Т., Kuramae EE, Lemos EG, Lemos MV, Marino CL, Nunes LR, de Oliveira RC, Pereira GG, Reis MS, Schriefer A, Siqueira WJ, Sommer P, Tsai SM, Simpson AJ, Ferro JA, Camargo LE, Kitajima JP, Setubal JC, Ван Слэйс MA (2004). «Сравнительная геномика двух сероваров Leptospira interrogans раскрывает новые взгляды на физиологию и патогенез» . J. Bacteriol . 186(7): 2164–72. DOI : 10.1128 / JB.186.7.2164-2172.2004 . PMC  374407 . PMID  15028702 .
  33. ^ a b Bulach DM, Zuerner RL, Wilson P, Seemann T, McGrath A, Cullen PA, Davis J, Johnson M, Kuczek E, Alt DP, Peterson-Burch B, Coppel RL, Rood JI, Davies JK, Adler B ( 2006 г.). «Уменьшение генома Leptospira borgpetersenii отражает ограниченный потенциал передачи» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 103 (39): 14560–5. DOI : 10.1073 / pnas.0603979103 . PMC 1599999 . PMID 16973745 .  
  34. ^ Ко AI, Goarant C, Picardeau M (октябрь 2009). « Лептоспира : начало эпохи молекулярной генетики для зарождающегося зоонозного патогена» . Nat. Rev. Microbiol . 7 (10): 736–47. DOI : 10.1038 / nrmicro2208 . PMC 3384523 . PMID 19756012 .  
  35. ^ a b Cerqueira GM, Picardeau M (сентябрь 2009 г.). «Век типирования штаммов лептоспир ». Заразить. Genet. Evol . 9 (5): 760–8. DOI : 10.1016 / j.meegid.2009.06.009 . PMID 19540362 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Страница Leptospira в Kenyon College MicrobeWiki.
  • Институт Пастера - Сервер молекулярной генетики лептоспир
  • « Лептоспира » . Браузер таксономии NCBI . 171.