Суммарное соотношение Г и Ц нуклеотидов в геноме микроорганизма составило 41%. Кроме того, в ходе исследований генома были выявлены два новых потенциальных фактора вирулентности P.multocida: волокнистые гемагглютинины pfhBl и pfhB2 - поверхностные белки, опосредующие тесную связь между бактерией и клетками макроорганизма и соответствующие им кодирующие нуклеотидные последовательности, проявляющие существенную гомологию с геном волокнистого гемагглютинина Bordetella pertussis. Авторы данной работы высказали предположение, что инактивация этих двух факторов вирулентности Р. multocida - возможный путь к усовершенствованию живых аттенуированных вакцин против пастереллёза. Также было установлено, что более 2,5% генома P. multocida составляют гены, кодирующие белки, вовлечённые в транспорт и регуляцию обмена железа в микроорганизме, такие как yfeABCD, fbpABC, fecBCD, HemBHUL, AfuAB, CcmABCD, ртОЗОО, ртОЗЗб, pm0741, pm0803, локус генов TadABCDEFG, ген Fur и другие гены. Исследованию подверглись так же и другие гены P.multocida, такие как гены, кодирующие белки наружной мембраны, являющиеся основными антигенными детерминантами P.multocida, гены , ассоциированные с устойчивостью микроорганизма к антибиотикам (МикЕ, MukF, AmpD, TehD, AcrB, LytB, TolQ, TolR, Bcr и др.), гены вовлечённые в биосинтез аминокислот и ассимиляцию азота (asnG, aspC, dppA, gdhA, и ilvH гены), гены, кодирующие белки теплового шока бактерии (DnaK, DnaJ, GroEL, DjlA, GrpE, HslU и др. гены), гены вовлечённые в процесс хемотаксиса P. multocida, а именно кодирующие протеины фимбрий (Hsfl и Hsf2), а также множество других генов, ассоциированных с различными процессами микроорганизма, такими как трансляция, транскрипция, репликация, рекомбинация, транспорт аминокислот, нуклеотидов и липидов и другие. Несмотря на это, функции и продукты многих генов остаются неизвестными до сегодняшнего дня [218].
Mannheimia haemolytica (прежнее название Pasteurella haemolytica) — комменсал носоглотки и верхних дыхательных путей жвачных животных, но также и первостепенный этиологический агент легочного пастереллёза КРС и важнейший бактериальный патоген комплекса респираторных заболеваний крупного рогатого скота [219].
M.haemolytica представляет собой грамотрицательную, неподвижную, ферментирующую, не образующую спор, оксидазаположительную, факультативную анаэробную биполярную коккопалочку или палочку.
Микроорганизм входит в состав порядка Pasteurellales, семейства Pasteurellaceae, рода Mannheimia.
На сегодняшний день геном M. haemolytica расшифрован практически полностью, его величина составляет 2 569 125 п.н. с соотношением G+C нуклеотидов 41%. В результате данного исследования в геноме данного микроорганизма были выявлены различные нуклеотидные последовательности, которые кодируют белки, играющие роль регуляторов транскрипции M.haemolytica. В свою очередь, регуляцией транскрипции обеспечивается синтез и активация различных факторов вирулентности микроорганизма, что, возможно, позволяет объяснить механизм взаимодействия M. haemolytica с макроорганизмом, а именно переход от комменсализма к паразитизму и изменение взаимодействия «микроорганизм-клетка» [220].
Наиболее полно изучен ген 16S RNA, один из самых консервативных генов M. haemolytica, данные о нуклеотидных последовательностях которого послужили основой при определении филогенетического родства и разработки современной таксономии и геносистематики микроорганизмов семейства Pasteurellaceae и рода Mannheimia. Так же детально изучен оперон генов IktCABD, кодирующих термолабильный лейкотоксин M. haemolytica. Установлено, что синтез, активацию и секрецию лейкотоксина кодируют четыре гена полицистронного оперона: ген IktC кодирует внутреннюю ацилтрансферазу, необходимую для ацилации, продукции и последующей активации ЛКТ (вероятно ациклично активирует IktA); ген IktА кодирует структурный токин (белок 102 kDa); продукты генов IktB и IktD способствуют секреции токсина.
По результатам некоторых исследований установлено, что из всех генов оперона IktCABD ген IktD является наиболее консервативным, а ген IktA наиболее полиморфным. Кроме этого, в исследованиях R. Davies с соавт. (2001) показано наличие множества мозаичных по структуре аллелей гена IktA, а проведённый филогенетический анализ штаммов P.haemolytica от крупного и мелкого рогатого скота позволил установить, что мозаичность и множество аллелей гена IktА может свидетельствовать о процессах рекомбинации между генами IktA таких микроорганизмов как M. haemolytica, M. glycosida и Pasteurella trehalosi [221].
Кроме генов, кодирующих лейкотоксин, на сегодняшний день определены первичные структуры генов, кодирующих различные по природе факторы вирулентности M. haemolytica, такие как ген sod А, кодирующий супероксиддисмутазу - металлофермент, катализирующий реакцию дисмутации супероксидных радикалов, защищающий клеточные структуры от повреждающего действия радикалов кислорода. Нуклеотидные последовательности гена sodA изучены для всех представителей рода Mannheimia и для некоторых представителей других родов семейства Pasteurellaceae. Кроме того, изучены ген отрА, ген папН, гены lpp-5 (pip А- Е), локус генов cap, гены IpsA и galE, кодирующие
белки наружной мембраны, нейраминидазу, липопротеины и полисахариды [205,207]. Последовательности геномной ДНК кодируют всю наследственную информацию, ответственны за микробиологическую репликацию, вирулентность, высокую специфичность, способность противостоять иммунной системе; знание обширного генома Pasteurella multocida как патогена, дает всю необходимую информацию, нужную для эффективных и целевых исследований в лечении, профилактике и диагностике болезней, вызываемых этим возбудителем. Thomas S. Whittam, Vivek Kapur [221] провели сравнительный анализ полных геномов Pasteurella multocida, Haemophilus influenzae и Escherichia coli. Были выровнены 1197 кодирующих последовательностей всех 3 организмов, установлен процент идентичности аминокислот в выравнивании. Установлено эволюционное родство между Pasteurella multocida, Haemophilus influenzae и Escherichia coli. Сравнение последовательностей позволило различить 200 кодирующих последовательностей (10%), уникальных для Pasteurella multocida и 1197 кодирующих последовательностей ортологичных геномам Haemophilus influenzae и Escherichia coli. Эти результаты согласуются с тем, что они полностью близкородственны и подтверждают классификацию этих бактерий в Υ подразделе протеобактерий.
Состав полного генома Pasteurella multocida Количество кодирующих последовательностей – 2014 Гомологичные пептидам – 1814 Гомологичные протеинам – 531
Кодирующие последовательности уникальние для Pasteurella multocida - 200
Гомологичные Haemophilus influenzae - 1421 Гомологичные Escherichia coli - 1392 Ортологичные Escherichia coli - 223 Ортологичные Haemophilus influenzae - 195 Содержание GC пар - 41% Средний молекулярный вес белков - 37,081Кд Средний размер генов - 997 п. о тРНК - 57 рРНК опероны - 6
Анализ данных литературы показал, что пастереллезная инфекция имеет широкое распространение во многих странах, в том числе и в Республике Казахстан. На территории Казахстана, согласно данным
