Секвенирование генома Moraxella bovis открывает новые возможности для борьбы с «розовым глазом» у крупного рогатого скота
Ученые выявили, что существуют два различных варианта (генотипа) бактерии Moraxella bovis (M. bovis), вызывающей инфекционный кератоконъюнктивит (розовый глаз) у крупного рогатого скота. Это открытие помогает понять, как разные типы M. bovis вызывают инфекцию, и может способствовать разработке профилактических мер.
Розовый глаз — высококонтагиозная глазная инфекция, вызывающая покраснение, зуд, боль и дискомфорт. Тяжелые случаи могут привести к слепоте и снижению привесов у телят, что негативно сказывается на благополучии животных и экономике мясного скотоводства.
Ученые из Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США (ARS) и Университета Небраски-Линкольна (UNL) провели секвенирование и сравнение геномов коллекции вариантов M. bovis и обнаружили, что они делятся на два основных генотипа. Были выявлены различия в их ДНК, а также вещества, которые потенциально могут стать мишенями для контроля заболевания.
«Мы обнаружили существенные различия в факторах вирулентности между двумя генотипами, — сказала микробиолог ARS Эмили Уинн. — Например, у M. bovis есть токсин, называемый гемолизином, который она использует для проникновения в глаз. Мы выяснили, что у двух генотипов разные версии этого токсина. Это и другие различия могут означать вариации в их способности вызывать болезнь».
Кроме того, ученые идентифицировали белки, расположенные на внешней мембране бактериальной клетки.
«Их специфическое расположение делает их доступными для иммунной системы хозяина. Белки, уникальные для одного или обоих генотипов, могут быть использованы в качестве мишени для разработки специфических профилактических мер», — добавила Уинн.
Это важно, потому что годами ученые пристально изучали другое вещество этой бактерии для разработки вмешательств — пилиновые белки. Пилины облегчают прикрепление M. bovis к глазу. Однако их использование в качестве мишени может быть проблематичным.
«Ген пилина у M. bovis может подвергаться инверсии, — пояснил молекулярный биолог ARS Майк Клозон. — Это когда части гена переворачиваются и перестраиваются на бактериальной хромосоме. В результате формируется новый ген пилина, который кодирует новую белковую версию, что помогает M. bovis избежать распознавания иммунной системой».
Инверсии гена пилина считались относительно редким процессом, но в данном исследовании ученые обнаружили свидетельства того, что несколько штаммов M. bovis подвергались таким инверсиям.
«Это делает ген пилина сложной мишенью и подчеркивает важность открытия белков внешней мембраны в этом исследовании», — отметил Клозон.
Команда секвенировала штаммы M. bovis, выделенные от крупного рогатого скота из семнадцати штатов США и одной провинции Канады. Коллекцию собрал профессор и ветеринарный диагностический микробиолог UNL Дастин Лой.
«Первый полный геном M. bovis был получен в результате нашего сотрудничества в 2018 году на экспериментальном штамме, — сказал Лой. — С тех пор мы не видели большого прогресса в комплексном секвенировании этой бактерии, пока не появилось это совместное исследование ARS и UNL».
Лой посвятил годы изучению этой инфекции, собирая образцы напрямую от ветеринаров.
«Эта болезнь часто остается без внимания. Тем не менее, это наиболее часто регистрируемое заболевание у племенных коров мясного направления и второе по частоте у телят. Наша работа признает экономическое воздействие, которое она оказывает на производителей говядины», — добавил он.
Исследование опубликовано в журнале BMC Microbiology.