Pathogenic potential of ornithogenic <i>Escherichia coli</i> strains detected in the Earth's polar regionsстатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Информация о цитировании статьи получена из
Scopus
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 1 октября 2025 г.
Аннотация:Введение. Патогенные штаммы Escherichia coli являются важным объектом мониторинга в природе, сельском хозяйстве и человеческом обществе в рамках концепции «Единого здоровья». Колонии мигрирующих птиц и птичьи базары в высоких широтах могут быть точками активных внутривидовых и межвидовых контактов между различными видами животных, сопровождающихся распространением микроорганизмов. В то же время филогеография E. coli в контексте наличия природных очагов колибактериозов в полярных регионах практически не изучалась. Цель работы: оценка патогенного потенциала штаммов E. coli, распространённых в полярных регионах Земли, на основе анализа геномов данных бактерий из выборки, характеризующей типичные орнитогенные экосистемы Арктики и Антарктики.
Материалы и методы. В работе были использованы штаммы E. coli, выделенные из орнитогенного биологического материала в ходе экспедиций на высокоширотные территории Арктики (архипелаги Новая Земля, Земля Франца-Иосифа, Шпицберген) и Антарктики (архипелаг Хасуэлл). Из них 16 штаммов, ассоциированных с птицами (12 полярных штаммов и 4 штамма, выделенных в умеренных широтах), были отобраны для полногеномного секвенирования с использованием технологии BGI. Аннотирование геномов было сфокусировано на идентификации генов, кодирующих факторы патогенности и устойчивости к антимикробным препаратам, а также на определении принадлежности штаммов к отдельным серотипам и генетическим линиям, в том числе на основе использования метода cgMLST.
Результаты. Проведённое аннотирование геномов E. coli позволило установить их принадлежность к различным сиквенс-типам в схемах мультилокусного секвенирования-типирования и полногеномного секвенирования-типирования. Анализ географического распространения сиквенс-типов «полярных» штаммов E. coli, определённых методом cgMLST, продемонстрировал их глобальную представленность. Так, например, cgST 133718 был отмечен в Антарктиде (штамм 17_1myr) и ранее - в Великобритании, а сиквенс-тип 11903, к которому принадлежал штамм 32-1 из самой северной точки Новой Земли, был ранее выявлен в США. Все изученные штаммы характеризовались наличием обширного вирулома. В числе выявленных генов факторов патогенности обнаружены гены гемолизинов A, E, F, сидерофоры, включая иерсиниабактиновый кластер генов, ряд генов факторов адгезии, колонизации и инвазии, а также ген термостабильного энтеротоксина EAST-1 и гены, маркирующие энтероаггрегативные штаммы E. coli: ген регулятора вирулентности eilA и энтероаггрегативный белок (air). Один из «арктических» штаммов (33-1) характеризовался наличием детерминант устойчивости к антибиотикам, в частности, в его геноме был детектирован ген бета-лактамазы расширенного спектра TEM-1b и транспозон Tn1721, включающий гены устойчивости к тетрациклинам (tetA-tetR).
Заключение. Результаты исследования свидетельствуют о циркуляции в орнитогенных экосистемах высокоширотной Арктики и Антарктики штаммов E. coli, обладающих выраженным патогенным потенциалом. Анализ геномных данных свидетельствует о распространении в этих регионах генетических линий, широко географически представленных, что обосновывает значимость мониторинга эпидемических клонов кишечной палочки, наряду с мониторингом других патогенов, в колониях массовых видов птиц на высокоширотных территориях.