11
ПАРАЗИТОЛОГИЯ, 44, 3, 2010 УДК 616.98:579.834.114 ВЫЯВЛЕНИЕ BORRELIA MIYAMOTOI В КЛЕЩАХ IXODES PERSULCATUS НА ТЕРРИТОРИИ РОССИИ © Н. В. Фоменко, 1 И. Н. Ливанова, 2 6 В. Ю. Боргояков, 2 И. В. Козлова, 3 И. В. Шулайкина, 4 II. М. Пуховская, 5 К. Н. Токаревич, 4 С. Г. Ливанов, 6 Е. К. Дорощенко, 3 Л. И. Иванов 5 *' 2 Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН пр. Лаврентьева, 8, Новосибирск, 630190 E-mail: [email protected] 3 Институт эпидемиологии и микробиологии ул. Карла Маркса, 3, Иркутск, 664025 4 Институт эпидемиологии и микробиологии им. Пастера ул. Мира, 14, С.-Петербург, 197101 5 Хабаровская противочумная станция пер. Санитарный, 7, Хабаровск, 680031 6 Институт систематики и экологии животных СО РАН ул. Фрунзе, 11, Новосибирск, 630191 Поступила 17.03.2010 Детекция ДНК В. miyamotoi проведена методом ПЦР в образцах таежных клещей Ixodes persulcatus, отловленных на территории Ленинградской, Свердловской, Ново- сибирской и Иркутской областей, а также в Хабаровском крае. Показано, что ДНК В. miyamotoi выявлена в образцах таежных клещей во всех рассмотренных регионах: в 1.8 % образцах из Ленинградской, 2.9 ± 0.8 % из Свердловской, в 4.5 ± 0.3 % из Новосибирской, 2.3 ± 1.3 % из Иркутской областей и в 2.5 ± 0.9 % образцах от кле- щей из Хабаровского края. Проведенный анализ нуклеотидных последовательностей фрагментов генов рбб, glpQ и 16S рРНК показал, что, несмотря на значительную уда- ленность рассматриваемых территорий, во всех случаях детектирован один генетиче- ский вариант В. miyamotoi. Ключевые слова: Borrelia burgdorferi sensu lato, В. miyamotoi, таежные клещи. В настоящее время известно более 30 видов боррелий, переносимых клещами, которые подразделяют на 2 группы, 1-я — комплекс Borrelia burgdorferi sensu lato (s.l.); 2-я — группа клещевых возвратных лихорадок (КВЛ, TBRF, tick-born relapsing fever) (Paster et al., 1991). Ранее при изоляции боррелий от клещей Ixodes persulcatus (Schulze, 1930), отловленных на территории Новосибирской обл., были получены первичные изоляты боррелий 3 видов: Borrelia garinii, В. afzelii и В. miya- 201

Выявление Borrelia miyamotoi в клещах Ixodes persulcatus ... · Показано, что различи вя организаци геноми боррелиа двуй

  • Upload
    others

  • View
    18

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Выявление Borrelia miyamotoi в клещах Ixodes persulcatus ... · Показано, что различи вя организаци геноми боррелиа двуй

ПАРАЗИТОЛОГИЯ, 44, 3, 2010

УДК 616.98:579.834.114

ВЫЯВЛЕНИЕ BORRELIA MIYAMOTOI В КЛЕЩАХ IXODES PERSULCATUS

НА ТЕРРИТОРИИ РОССИИ

© Н. В. Фоменко,1 И. Н. Ливанова,2 6 В. Ю. Боргояков,2

И. В. Козлова,3 И. В. Шулайкина,4 II. М. Пуховская,5

К. Н. Токаревич,4 С. Г. Ливанов,6 Е. К. Дорощенко,3 Л. И. Иванов5

*'2 Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН пр. Лаврентьева, 8, Новосибирск, 630190

E-mail: [email protected] 3 Институт эпидемиологии и микробиологии

ул. Карла Маркса, 3, Иркутск, 664025 4 Институт эпидемиологии и микробиологии им. Пастера

ул. Мира, 14, С.-Петербург, 197101 5 Хабаровская противочумная станция

пер. Санитарный, 7, Хабаровск, 680031 6 Институт систематики и экологии животных СО РАН

ул. Фрунзе, 11, Новосибирск, 630191 Поступила 17.03.2010

Детекция ДНК В. miyamotoi проведена методом ПЦР в образцах таежных клещей Ixodes persulcatus, отловленных на территории Ленинградской, Свердловской, Ново-сибирской и Иркутской областей, а также в Хабаровском крае. Показано, что ДНК В. miyamotoi выявлена в образцах таежных клещей во всех рассмотренных регионах: в 1.8 % образцах из Ленинградской, 2.9 ± 0.8 % из Свердловской, в 4.5 ± 0.3 % из Новосибирской, 2.3 ± 1.3 % из Иркутской областей и в 2.5 ± 0.9 % образцах от кле-щей из Хабаровского края. Проведенный анализ нуклеотидных последовательностей фрагментов генов рбб, glpQ и 16S рРНК показал, что, несмотря на значительную уда-ленность рассматриваемых территорий, во всех случаях детектирован один генетиче-ский вариант В. miyamotoi.

Ключевые слова: Borrelia burgdorferi sensu lato, В. miyamotoi, таежные клещи.

В настоящее время известно более 30 видов боррелий, переносимых клещами, которые подразделяют на 2 группы, 1-я — комплекс Borrelia burgdorferi sensu lato (s.l.); 2-я — группа клещевых возвратных лихорадок (КВЛ, TBRF, tick-born relapsing fever) (Paster et al., 1991).

Ранее при изоляции боррелий от клещей Ixodes persulcatus (Schulze, 1930), отловленных на территории Новосибирской обл., были получены первичные изоляты боррелий 3 видов: Borrelia garinii, В. afzelii и В. miya-

201

Page 2: Выявление Borrelia miyamotoi в клещах Ixodes persulcatus ... · Показано, что различи вя организаци геноми боррелиа двуй

motoi (Фоменко, 2008; Fomenko et al., 2008). Виды В. garinii и В. afzelii яв-ляются представителями комплекса В. burgdorferi s.l. и широко распро-странены на территории России и сопредельных стран (Postic et al., 1994; Korenberg et al., 2002). Вид В. miyamotoi, относимый к группе KBJI, впер-вые изолирован в 1995 г. в Японии от таежных клещей (Fukunaga et al., 1995а, b, 1996b). Позже появились сообщения о выявлении данного вида боррелий в иксодовых клещах Ixodes ricinus (L., 1758) в Германии и Шве-ции, Ixodes pacificus (Cool et Kohls, 1943) и Ixodes scapularis (Say, 1821) в США (Scoles et al., 2001; Fraenkel et al., 2002; Richter et al., 2003; Mun et al., 2006).

Показано, что различия в организации генома боррелий двух групп ка-саются как организации кластера рибосомальных генов, так генов, кодиру-ющих иммунодоминантные белки. Для представителей комплекса В. burg-dorferi s.l. показано наличие повторяющихся генов 23S рРНК и 5S рРНК, тогда как у представителей группы KBJT, напротив, присутствует по одной копии генов 5S рРНК и 23S рРНК (Davidson et al., 1992; Takahashi, 1996). Несмотря на имеющиеся генетические отличия боррелий двух групп, у них присутствуют гены, имеющие значительный уровень гомологии, так, на-пример, ген рбб имеется как у боррелий комплекса В. burgdorferi s.l., так, и у боррелий группы KBJI (Bunikis et al., 2004). Показано, что для представи-телей группы KBJI из разных географических зон последовательность гена рбб более консервативна, чем для представителей комплекса В. burgdorferi s.l. (Bunikis et al., 1998, 2004). Локусами, наиболее приемлемыми для уста-новления видовой принадлежности боррелий группы возвратных лихора-док, в настоящее время принято считать гены 16S рРНК, рбб, glpQ, флагел-лин и межгенный спейсер 16S—23S рРНК (Cutler et al., 2008). В соответст-вии с этим в данной работе проведено исследование генетической гетерогенности трех локусов В. miyamotoi'. 16S рРНК, рбб и glpQ.

Однако данные о широте распространения, встречаемости и генетиче-ской гетерогенности В. miyamotoi недостаточны. Изоляция В. miyamotoi от таежных клещей, отловленных на территории Новосибирской обл. позво-лила сделать предположение о присутствии данного вида боррелий в дру-гих частях ареала /. persulcatus на территории России. В связи с этим целью данной работы было выявление, оценка частоты встречаемости и генетического разнообразия В. miyamotoi в клещах I. persulcatus в различ-ных частях ареала.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Взрослые голодные таежные клещи (2507) отловлены на флаг с расти-тельности в различных по природно-климатическим и физико-географиче-ским условиям частях ареала I. persulcatus: Северо-Запад России (г. Санкт-Петербург, Курортный, Кингисеппский районы, Ленинградская обл., 59°57' с.ш., 30° 19' в.д.), Северный Урал (Североуральский р-н, Сверд-ловская обл., 60°00' с.ш., 59°30' в.д.), юг Западной (Искитимский, Тогу-чинский, Новосибирский районы, Новосибирская обл., 54°38' с.ш. и 83°23' в.д.) и Средней Сибири (Киренский, Бодайбинский, Усть-Илимский районы, Иркутская обл., 52° 17' с.ш. и 104° 18' в.д.), Дальний Восток (Хаба-ровский р-н, Хабаровский край, 48° 17' с.ш. и 135°04' в.д.).

202

Page 3: Выявление Borrelia miyamotoi в клещах Ixodes persulcatus ... · Показано, что различи вя организаци геноми боррелиа двуй

Выделение ДНК проведено от индивидуальных клещей с применением коммерческих наборов производства «ДНК-технология» (г. Москва). ДНК от таежных клещей, отловленных на территории Иркутской обл., выделена с применением коммерческого набора «Рибо-преп» («AmpliSens», ФГУН «ЦНИИЭ Роспотребнадзора» г. Москва). ДНК от 225 таежных клещей, от-ловленных в Ленинградской обл., выделена с использованием коммерче-ских наборов «Рибо-преп» из пулов клещей по три в каждом.

Выявление ДНК боррелий в образцах таежных клещей, отловленных на территории Новосибирской, Свердловской и Иркутской областей и в Ха-баровском крае, проведено методом двухраундовой ПЦР с применением родоспецифичных праймеров, направленных к гену 16S рРНК (SI, S2 — первый (Fukunaga et al., 1996а), S3, S4 — второй раунд амплификации). Условия проведения реакции приведены в табл. 1.

Для выявления ДНК боррелий группы KBJI выбраны специфичные праймеры направленные к гену рбб (Ml, М2 — первый, МЗ, М4 — второй раунд амплификации). Данные праймеры позволяют амплифицировать ДНК боррелий группы KBJI, избегая перекрестных реакций с ДНК В. burg-dorferi s.l. (табл. 1). Для выявления ДНК боррелий комплекса В. burgdorferi s.l. 16S рРНК-положительные образцы проанализированы с использовани-ем праймеров, соответствующие концам генов 5S и 23 S рРНК (NC1, NC2 — первый, NC3, NC4 — второй раунд амплификации) (Postic et al., 1994; Fomenko et al., 2008).

В образцах таежных клещей из Ленинградской обл. ДНК боррелий В. burgdorferi s.l. и группы КВЛ выявлена без предварительного анализа с праймерами, направленными к гену 16S рРНК.

Для специфичного выявления ДНК В. miyamotoi выбраны праймеры, направленные к гену glpQ. Детекция ДНК В. miyamotoi проведена в рбб-положительных образцах от таежных клещей, отловленных во всех ре-гионах. Амплификация фрагмента гена glpQ проведена с использованием двух пар праймеров. Для первого раунда амплификации использованы праймеры Q1 и Q2, для второго — Q3 и Q4 (табл. 1).

Определение нуклеотидных последовательностей фрагментов генов 16S рРНК, рбб и glpQ выполнено для всех образцов ДНК В. miyamotoi. Нуклеотидные последовательности фрагментов генов 16S рРНК (1367 п.н.), рбб (678 п.н.) и glpQ (633 п.н.) определены с использованием праймеров, соответствующих анализируемому ПЦР-фрагменту, набо-ра Big DyeTM Terminator Cycle Sequensing Kit и проанализированы в «Центре коллективного пользования секвенирования ДНК» СО РАН (http://www.sequest.niboch.nsc.ru).

Сравнение и анализ нуклеотидных последовательностей выполнены с помощью программ BlastN (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST) и MEGA 4.0. (Tamura et al., 2007), филогенетический анализ — с использованием метода попарного невзвешенного кластирования с арифметическим усред-нением (UPMGA) с помощью программы MEGA 4.0. Достоверность денд-рограммы оценена с помощью бутстрэп-анализа, индекс посчитан при об-щем числе повторов 1000. Определенные последовательности генов 16S рРНК, рбб и glpQ внесены в базу данных GenBank под следующими номе-рами: EF488992, FJ940729 и EU635985.

203

Page 4: Выявление Borrelia miyamotoi в клещах Ixodes persulcatus ... · Показано, что различи вя организаци геноми боррелиа двуй

Т а б л и ц а 1

Условия ПЦР для праймеров, использованных в работе

T a b l e 1. Primers and conditions for PCR used in this work

Локус Пара праймеров

Последовательность (5' - 3') Условия проведения реакции Ссылка

16S S1 ( - ) ' gctggcagtgcgtcttaagcatgc 35 циклов: 94 °С — 10 с, 50 ° С -- 15 с, Fukunaga et al., 1996а S2 (—) cgggttagaataatagcttcggg 72 °С — 1 мин 30 с Там же S3 ( - . ) gtgacgggcggtgtgtacaaggccc 35 циклов: 94 °С — 10 с, 50 ° С -- 15 с, Данная работа S 4 ( ~ ) gaacgggtgagtaacgcgtggatgatc 72 °С — 1 мин 30 с » »

5S—23 S межген- N C l ( - ) cctgttatcattccgaacacag 35 циклов: 94 °С-- Ю с , 56 °С — -15 с, 72 °С — Fomenko et al., 2008 ный спейсер NC2(~) tactccattcggtaatcttggg 20 с Там же

NC3(-») ctgcgagttcgcgggaga 35 циклов: 94 °С — 5 с, 56 °С — Юс, 72 °С — Postic et al., 1994 NC4(—) tcctaggcattcaccata 15 с Там же

рбб М З ( - ) ctaaattattaaatccaaaatcg 35 циклов: 94 °С-- Ю с , 50 °С — 15 с, 72 Данная работа M4(—) ggaaatgagtacctacatatg 45 с » » M l ( - ) ttctatatttggacacatgtc 35 циклов: 94 °С — 5 с, 50 °С — Юс, 72 °с — » » M2(«-) cagattgtttagttctaatccg 30 с » »

glpQ QH-) caccattgatcatagctcacag 35 циклов: 94 °С-- Юс, 50 °С — 15 с, 72 °с — » » Q2(~) ctgttggtgcttcattccagtc 35 с » » Q3(—) gctagtgggtatcttccagaac 35 циклов: 94 °С — 5 с, 52 °С — Юс, 72 °с — » » Q4(-) cttgttgtttatgccagaagggt 30 с » »

П р и м е ч а н и е . 1(-») — прямой, («—) — обратный праймер.

204

Page 5: Выявление Borrelia miyamotoi в клещах Ixodes persulcatus ... · Показано, что различи вя организаци геноми боррелиа двуй

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Первичный скрининг образцов на присутствие ДНК боррелий проводи-ли методом двухраундовой ПЦР с использованием родоспецифичных праймеров, направленных к гену 16S рРНК. При проведении анализа ДНК боррелий выявлена в 87 (23.5 ± 2.2 %) образцах от таежных клещей, от-ловленных в Свердловской, 580 (39.8 ± 1.3 %) — Новосибирской, 64 (36.8 ± 3.6 %) — Иркутской областях и 94 (33.7 ± 2.8 %) — в Хабаров-ском крае. Анализ положительных образцов от таежных клещей показал, что ДНК боррелий группы KBJI выявлена в 2.9 ± 0.8 % образцах клещей из Свердловской, в 4.5 ± 0.3 % из Новосибирской, 2.3 ± 1.3 % из Иркут-ской областей и в 2.5 ± 0.9 % образцах от клещей из Хабаровского края (табл. 2). Специфичное выявление ДНК В. miyamotoi с праймерами направ-ленными к гену glpQ показало, что во всех рбб-положительных образцах нами выявлена ДНК В. miyamotoi.

Для проведения сравнительного анализа частоты встречаемости ДНК боррелий двух групп в исследованных образцах таежных клещей проведе-но одновременное выявление ДНК В. miyamotoi и боррелий комплекса В. burgdorferi s.l. ДНК В. burgdorferi s.l. детектирована в 22.1 ± 2.2 % из Свердловской, в 38.5 ± 1.3 % из Новосибирской и в 35.0 ± 3.6 % — Ир-кутской областей, а также в 32.3 ± 2.8 % образцах из Хабаровского края (табл. 2). Одновременное присутствие ДНК В. miyamotoi и В. burgdorferi s.l. выявлено в 3.2 + 0.5 % образцов от клещей из Новосибирской и в 1.6 ± 0.7 % из Свердловской областей. ДНК боррелий В. miyamotoi и В. burgdorferi s.l. в образцах из Хабаровского края и Иркутской обл. выявле-ны в 1.1 ± 0.6 % и 0.6 ± 0.6 % случаях соответственно (табл. 2).

Для 75 пулов таежных клещей, отловленных в Ленинградской обл., вы-явление ДНК В. miyamotoi и боррелий комплекса В. burgdorferi s.l. про-ведено без предварительного скрининга с праймерами, специфичными к последовательности гена 16S рРНК. С использованием праймеров, направ-ленных к гену рбб ДНК боррелий группы KBJI, положительные результа-ты получены в 4 случаях. Анализ с праймерами, направленными к гену glpQ, показал, что во всех случаях детектирована ДНК В. miyamotoi. ДНК боррелий комплекса В. burgdorferi s.l. выявлена в 55 пулах, кроме того, все 4 пула, содержащие ДНК В. miyamotoi, содержали одновременно и ДНК боррелий комплекса В. burgdorferi s.l.

Т а б л и ц а 2

Выявление ДНК В. miyamotoi и В. burgdorferi s.l. в клещах I. persulcatus

T a b l e 2. PCR detection of В. miyamotoi and B. burgdorferi s.l. in I. persulcatus

Число иссле-дованных/

положитель-ных образцов

Число положительных образцов ( %) Регион

Число иссле-дованных/

положитель-ных образцов В. miyamotoi В. burgdorferi s.l. В. miyamotoi +

В. burgdorferi s.l.

Новосибирская обл. Свердловская обл. Хабаровский край Иркутская обл.

1458/580 371/87 279/94 174/64

18 (1.2 ± 0.3) 5 (1.3 ± 0.6) 4 (1.4 ± 0.7) 3 (1.7 ± 0.9)

515 (35.3 ± 1.3) 76 (20.5 ± 2.1) 87 (31.2 ± 2.8) 60 (34.5 ± 3.6)

47 (3.2 ± 0.5) 6 (1.6 ± 0.7) 3 (1.1 ± 0.6) 1 (0.6 ± 0.6)

205

Page 6: Выявление Borrelia miyamotoi в клещах Ixodes persulcatus ... · Показано, что различи вя организаци геноми боррелиа двуй

В исследованных клещах ДНК боррелий комплекса В. burgdorferi s.l. выявлена достоверно чаще (р < 0.01) по сравнению с ДНК В. miyamotoi. Подобное соотношение частоты встречаемости боррелий комплекса В. burgdorferi s.l. и В. miyamotoi зарегистрировано в клещах других видов. В частности, показано, что в клещах 1. ricinus, В. miyamotoi детектирована в 0.2—5 % случаев, тогда как В. burgdorferi s.l. — в 10—33 % (Fraenkel et al., 2002; Richter et al., 2003). Таким образом, во всех рассмотренных регио-нах в образцах таежных клещей выявлена ДНК В. miyamotoi.

Определение нуклеотидных последовательностей фрагментов генов 16S рРНК, рбб и glpQ проведено для всех положительных образцов В. miy-amotoi, отловленных на всех рассмотренных территориях. Для образцов, в которых отмечено одновременное присутствие ДНК В. miyamotoi и В. bur-gdorferi s.l., определение нуклеотидных последовательностей проведено только для генов glpQ и рбб.

Анализ нуклеотидных последовательностей фрагмента гена 16S рРНК показал, что все они идентичны друг другу. Полученные последовательно-сти соответствуют со 100 % уровнем гомологии последовательности гена 16S рРНК штамма FR64b В. miyamotoi, выделенного от Apodemus argentus на о-ве Хоккайдо, Япония (Fukunaga et al., 1996b). В то же время получен-ные последовательности отличаются от последовательности штамма НТЗ1 В. miyamotoi, изолированного от I. persulcatus в Японии (Fukunaga et al., 1995b), двумя нуклеотидными заменами в позициях 413 и 1045 п.н. (нуме-рация приведена по последовательности D45192 В. miyamotoi штамма НТ31). Ранее при анализе нуклеотидных последовательностей гена 16S рРНК боррелий группы KBJI показано, что последовательности В. miyamo-toi совместно с В. theileri и В. lonestari, изолированными от иксодовых кле-щей из различных географических зон, формируют отдельную ветвь на дендрограмме филогенетического сходства (Rich et al., 2001; Fomenko et al., 2008).

Анализ последовательностей фрагмента гена рбб показал, что все полу-ченные нами последовательности также идентичны и соответствуют по-следовательности гена рбб штамма НТЗ 1 В. miyamotoi (уровень гомологии 100%). Ранее было показано, что генетическая гетерогенность гена рбб для боррелий комплекса В. burgdorferi s.l. гораздо шире, чем для боррелий группы KBJI (Bunikis et al., 2004). В настоящее время выделяют 3 генетиче-ских варианта гена рбб В. miyamotoi: первый соответствует В. miyamotoi, изолированной от I. persulcatus в Японии (AY363722), второй — от I. rici-nus в Европе (AY363723) и третий — от I. scapularis в США (AY363724) (Bunikis et al., 2004). Все полученные нами последовательности соответ-ствуют первому генетическому варианту (рис. 1). Показано, что белок Рбб имеет три структурных элемента, экспонированные на поверхности клет-ки и имеющие функциональную значимость при адгезии боррелий к клет-кам кишечника клеща (Bunikis et al., 1998). Выявление первого генетиче-ского варианта гена рбб В. miyamotoi в образцах таежных клещей из Ново-сибирской, Свердловской, Ленинградской и Иркутской областей, а также Хабаровского края позволяет сделать предположение о наличии связи дан-ного генетического варианта В. miyamotoi с видом клеща. Однако для под-тверждения данного предположения необходимы дальнейшие исследо-вания.

206

Page 7: Выявление Borrelia miyamotoi в клещах Ixodes persulcatus ... · Показано, что различи вя организаци геноми боррелиа двуй

103Khab 106Irk

99I B.miyamotoi HT31 AY363722 ~ 328Url

92 57Nsk

100 15SPb

L— B.miyamotoi 2225 AY363724 B.miyamotoi 203 AY363723 Я lonestari AY3 63 691 B.anserina AFO16652

100 г" 5. turicatae AFO 16540 С B.parkeri AF307103 /?. coriaceae AFO 16651 B. hermsii AFO 16408

r B.duttonii DQ346811 { TOO"- B. crocidurae AF125321

B.burgdorferi S.S.X8U25

0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00

Рис. 1. Дендрограмма, построенная на основании фрагмента гена рбб (346 п. н.) боррелий группы KBJI с использованием метода UPGMA.

Жирным шрифтом выделены последовательности, полученные в данной работе. В соответствии с регио-ном, в котором были отловлены клещи, введены следующее обозначение: Nov образцы из Новосибир-ской обл., Url — из Свердловской, Spb — из Ленинградской, Irk — из Иркутской обл., Khab — из Хаба-

ровского края.

Fig. 1. UPGMA dendrogram based on the sequence of рбб gene fragment (346 bp) of TBRF spiro-chetes.

Для боррелий обеих групп показано наличие уникальных генов, коди-рующих иммунодоминантные белки, для боррелий группы KBJI таким яв-ляется ген glpQ (Schwan et al, 1996). Анализ последовательностей фраг-мента гена glpQ показал, что все они идентичны друг другу. Последова-тельности фрагмента гена glpQ исследованных образцов В. miyamotoi наиболее близки (уровень гомологии 98.8 %) последовательности гена glpQ В. miyamotoi штамма FR64b. Проведение филогенетического анализа подтверждает полученные результаты (рис. 2). Таким образом, анализ трех локусов (рбб, glpQ и 16S рРНК) В. miyamotoi показал, что во всех случаях определенные последовательности каждого локуса идентичны друг другу и соответствуют нуклеотидным последовательностям штамма НТЗ1 В. miyamotoi, изолированным от таежных клещей.

Полученные данные по выявлению ДНК боррелий комплекса В. burg-dorferi s.l. соответствуют приводимым в литературе данным по спонтанной зараженности таежных клещей боррелиями этого комплекса, которая в За-падной Сибири составляет от 11.9 до 58.0 % (Коренберг и др., 2002; Руда-кова и др., 2002; Рябченко и др., 2005). Ранее методом ПЦР ДНК боррелий комплекса В. burgdorferi s.l. выявлена в среднем в 39 % таежных клещей, отловленных в Новосибирской обл. (Фоменко и др., 2006; Fomenko et al., 2008). В Иркутской обл. в разные годы наблюдений отмечены колебания

207

71

99

96

84 79-

Page 8: Выявление Borrelia miyamotoi в клещах Ixodes persulcatus ... · Показано, что различи вя организаци геноми боррелиа двуй

15Spb 106Irk

66r 328Url 100 103Khab

9 9 57Nsk B.miyamotoi FR64b AY368276 B.lonestari AY368275 B.parkeri AY934635

~99" B.hermsiiAY597703 B.persica AY530742

JQQ г crocidurae AF247151 go I Я microti EU914144 921 B.duttonii DQ346788

0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00

Рис. 2. Дендрограмма, построенная на основании фрагмента гена glpQ (535 п. н.) боррелий группы KBJI с использованием метода UPGMA.

Жирным шрифтом выделены последовательности, полученные в данной работе. Обозначения тс же, что и на рис. 1.

Fig. 2. UPGMA dendrogram based on the sequence of glpQ gene fragment (535 bp) of TBRF spiro-chetes.

показателей зараженности клещей /. persulcatus боррелиями комплекса В. burgdorferi s.l. от 11.0 до 33.0 %. В среднем инфицированность клещей, собранных в природных стациях Прибайкалья за период с 1992 по 2005 г., по данным прямой микроскопии составила 17.4 ± 0.2 % (Сунцова и др., 2004; Данчинова и др., 2006). В таежных клещах, отловленных на террито-рии Хабаровского края, боррелии комплекса В. burgdorferi s.l. выявлены в 24.5 %, показано, что боррелии данного комплекса представлены двумя ви-дами: В. garinii и В. afzelii (Sato et al., 1996; Masuzawa et al, 1997). В Сверд-ловской обл. в среднем за годы исследований в образцах клещей ДНК борре-лий комплекса В. burgdorferi s.l. детектирована в 11 % случаев, в том числе ДНК В. garinii у 7 %, ДНК В. afzelii — у 4 %. Одновременное присутствие ДНК боррелий двух видов у голодных имаго отмечено в 0.3 % случаев (Ли-ванова и др., 2005). В Ленинградской обл. инфицированность голодных има-го I. persulcatus В. burgdorferi s.l., по данным ПЦР, составила 29.4 %. Видо-вой состав возбудителей боррелий комплекса В. burgdorferi s.l., обнаружен-ный в этих клещах, был представлен В. afzellii — 67 %, В. garinii — 21 %, В. afzellii и В. garinii одновременно — 12 %. (Токаревич и др., 2008).

Таким образом, ДНК В. miyamotoi детектирована в образцах таежных клещей, отловленных в различных частях ареала, причем частота обнару-жения ДНК В. miyamotoi на порядок ниже таковой ДНК боррелий комп-лекса В. burgdorferi s.l. Полученные результаты могут свидетельствовать о широком распространении данного вида боррелий в ареале таежного кле-ща. Анализ генетической гетерогенности В. miyamotoi показал, что, не-смотря на значительную удаленность рассматриваемых территорий, все полученные нуклеотидные последовательности генов 16S рРНК, рбб и glpQ В. miyamotoi идентичны.

208

Page 9: Выявление Borrelia miyamotoi в клещах Ixodes persulcatus ... · Показано, что различи вя организаци геноми боррелиа двуй

БЛАГОДАРНОСТИ

Работа выполнена при поддержке «Междисциплинарного интеграцион-ного проекта СО РАН № 63».

С п и с о к л и т е р а т у р ы

Д а н ч и н о в а Г. А., Х а с н а т и н о в М. А., С у н ц о в а О. В., Б а д у е в а J1. Б., Г о р и -на М. О., Ш у л у н о в С. С., Д и г ас С. Э., К о з л о в а И. В., В е р х о з и н а М.М., Ч е р н о г о р Л. И., А р б а т с к а я Е. В., Ч а п о р г и н а Е. А., Б е л и к о в С. И., Бо-р и с о в В. А., З л о б и н В. И., А б м э д Д., Б а т а а Ж., Б а т - О ч и р Д., Ц е н д Н., Н а р а н т у я Л. 2004. Переносчики и возбудители трансмиссивных клещевых ин-фекций на юге Восточной Сибири и севере Монголии. Бюл. ВСНЦ СО РАМН. 1: 107—112.

К о р е н б е р г Э. И., Г о р е л о в а Н. Б., К о в а л е в с к и й Ю. В. 2002. Основные черты природной очаговости иксодовых клещевых боррелиозов России. Паразитология, 3: 177—191.

Л и в а н о в а Н. Н., Р а р В. А., Л и в а н о в С. Г., И г о л к и н а Я. П. 2005. Разнообразие па-разитарных систем с участием мелких млекопитающих и Ixodes persulcatus Schuelze на Северном Урале. Сиб. экол. журн. 6: 1079—1084.

Р у д а к о в а С. А., Р у д а к о в Н. В., То к а р ев ич Н. К. 2002. Новые данные о генотипи-ровании возбудителей иксодовых клещевых боррелиозов в Азиатской части России и Казахстане. Бюл. ВСНЦ СО РАМН. 4: 99—101.

Р я б ч е н к о А. В., Б е к л е м и ш е в А. Б. 2005. Оценка зараженности клещей Ixodes per-sulcatus, отловленных весной 2005 г. в рекреационной зоне Новосибирского на-учного центра, спирохетами Borrelia burgdorferi s.l. Журн. инф. патол. 3—4: 109— 110.

С у н ц о в а О. В., Д а н ч и н о в а Г. А., Б а д у е в а Л. Б., Х а с н а т и н о в М. А., Г о р и -на М. О., Ш у л у н о в С. С. 2004. Многолетняя и сезонная динамика зараженности таежного клеща возбудителями клещевого боррелиоза в Прибайкалье. Бюл. ВСНЦ СО РАМН. 1: 159—165.

Ф о м е н к о Н. В., Л и в а н о в а Н. Н., Р о м а н о в а Е. В., К а р а в а е в а Ю. Ю., Па-н о в В. В., Ч ер н о у с о в а Н. Я. 2006. Детекция ДНК спирохет комплекса Borrelia burgdorferi sensu lato, циркулирующих в Новосибирской области. Журн. микробио-логии, эпидемиологии, иммунологии. 7: 22—28.

Ф о м е н к о Н. В. 2008. Гетерогенность Borrelia spp. в клещах Ixodes persulcatus. В кн.: Биотехнология в Казахстане: проблемы и перспективы инновационного развития. Алматы, С. 227—230.

Т о к а р е в и ч Н. К., С т о я н о в а Н. А., Г р а ч е в а Л. И., Т р и ф о н о в а Г. Ф. 2008. Ин-фекции, передающиеся иксодовыми клещами, в Северо-Западном федеральном округе России. СПб. 120 с.

B u n i k i s J., L u k e С. J., В u n i k i e n e Е., В e r g s t r o m S., В a r b о ur A. G. 1998. A surfa-ce-exposed region of a novel outer membrane protein (P66) of Borrelia spp. is variable in size and sequence. Journ. Bacteriol. 180: 1618—1623.

B u n i k i s J., T s a o J., G a r p m o U., B e r g l u n d J., F i s h D., В a r b o u r A. G. 2004. Typing of Borrelia relapsing fever group strains. Emerg. Infect. Dis. 9: 1661—1664.

C u t l e r S. J., S c o t t J. C., W r i g h t D. J. M. 2008. Phylogenetic origin of Borrelia recurren-tis. IJMM, 298. Supplement 1. 193—202.

D a v i d s o n В. E., M a c D o u g a l l J., S a i n t G i r o n s I. 1992. Physical map of the linear chromosome of the bacterium Borrelia burgdorferi 212, a causative agent of Lyme disea-se, and localization of rRNA genes. Journ. Bacteriol. 174: 3766—3774.

F o m e n k o N. V., Li v a n о va N. N., C h e r n o u s o va N. Y. 2008. Diversity of Borrelia bur-gdorferi sensu lato in natural foci of Novosibirsk region. IJMM, 298. Supplement. 1: 139—148.

209

Page 10: Выявление Borrelia miyamotoi в клещах Ixodes persulcatus ... · Показано, что различи вя организаци геноми боррелиа двуй

F r a e n k e l С., G a r p m o U., В e r g l u n d J. 2002. Determination of novel Borrelia genospeci-es in Swedish Ixodes ricinus ticks. J. Clin. Microbiol. 40 : 3308—3312.

F u k u n a g a M., K o r e k i Y. 1995a. The flagellin gene of Borrelia miyamotoi sp. nov. and its phylogenetic relationship among Borrelia species. FEMS Microbiol Lett. 134: 255— 258.

F u k u n a g a M., T a k a h a s h i Y., T s u r u t a Y., M a t s u s h i t a O., R a l p h D., M c C l e l -l a n d M., N a k a o M. 995b. Genetic and phenotypic analysis of Borrelia miyamotoi sp. nov., isolated from the ixodid tick Ixodes persulcatus, the vector for Lyme disease in Ja-pan. Int. Journ. Syst. Bacteriol. 45: 804—810.

F u k u n a g a M., H a m a s e A., O k a d a K., I n o u e H., T s u r u t a Y., M i y a m o t o K., Na-k a o M. 1996a. Characterization of spirochetes isolated from ticks (Ixodes tanuki, Ixodes turdus, and Ixodes columnae) and comparison of the sequences with those of Borrelia burgdorferi sensu lato strains. Appl. Environ. Microbiol. 62: 2338—2344.

F u k u n a g a M., O k a d a K., N a k a o M., K o n i s h i Т., S a t o Y. 1996a. Phylogenetic analy-sis of Borrelia species based on flagellin gene sequences and its application for molecular typing of Lyme disease Borreliae. Int. Journ. Syst. Bacteriol. 46: 898—905.

K o r e n b e r g E. I., K o v a l e v s k y Y. V., G o re 1 o v a N. B. 2002. Ecology of Borrelia burg-dorferi sensu lato in Russia. Lyme borreliosis epidemiology and control. Oxford (UK), CAB International. 175—200.

M a s u z a w a Т., I w a k i A., S a t o Y., M i y a m o t o K., K o r e n b e r g E. I., Y a n a g i h a -ra Y. 1997. Genetic diversity of Borrelia burgdorferi sensu lato isolated in far eastern Russia. Microbiol Immunol. 8: 595—600.

M u n J., E i s e n R. J., E i s e n L. et al. 2006. Detection of a Borrelia miyamotoi sensu lato re-lapsing-fever group spirochete from Ixodes pacificus in California. Journ. Med. Entomol. 1: 120—123.

P a s t e r B. J., D e w h i r s t F. E., W e i s b u r g W. G., T o r d o f f L. A., F r a s e r G. J., Hes-p e l l R. В., S t a n t o n Т. В., Z a b l e n L., M a n d e l c o L., W o e s e C. R. 1991. Phylo-genetic analysis of the spirochetes. Journ. Bacteriol. 173: 6101—6119.

P o s t i c D., A s s o u s M., G r i m o n t P., B a r a n t o n G. 1994. Diversity of Borrelia burgdor-feri sensu lato evidenced by restriction fragment length polymorphism of rrf(5S)-rrl(23S) intergenic spacer amplicons. Int. Journ. Syst. Bacteriol. 44: 743—752.

P o s t i c D., K o r e n b e r g E., G o r e l o v a N., K o v a l e v s k i Y. V., B e l l e n g e r E., Ba-r a n t o n G. 1997. Borrelia burgdorferi sensu lato in Russia and neighbouring countries: high incidence of mixed isolates. Res. Microbiol. 148: 691—702.

R i c h S. M., A r m s t r o n g P. M., S m i t h R. D., T e l f o r d S. R. 3rd. 2001. Lone star tick-in-fecting borreliae are most closely related to the agent of bovine borreliosis. Journ. Clin. Microbiol. 39: 494—497.

R i c h t e r D., S c h l e e D., M a t u s c h k a F. 2003. Relapsing fever-like spirochetes infecting European vector tick of Lyme disease agent. Emerg. Inf. Dis. 9: 697—701.

Sa toY. , M i y a m o t o K., I w a k i A., M a s u z a w a Т., Y a n a g i h a r a Y., K o r e n -b e r g E. I., G o r e l o v a N. В., V o ik о v V. 1., I v a n о v L. I., L i b его va R. N. 1996. Prevalence of Lyme disease spirochetes in Ixodes persulcatus and wild rodents in far eas-tern Russia. Appl. Environ. Microbiol. 10: 3887—3889.

S c h w a n T . G . , S c h r u m p f M . E . , H i n n e b u s c h B. J., A n d e r s o n D. E., K o n k e l M. E. 1996. GlpQ: an antigen for serological discrimination between relapsing fever and Lyme borreliosis. Journ. Clin. Microbiol. 34: 2483—2492.

S c o l e s G. A., P a p e r o M., B e a t i L. F i s h D. 2001. A relapsing fever group spirochete transmitted by Ixodes scapularis ticks. Vect. Borne. Zoonotic. Dis. 1: 21—34.

T a k a h a s h i Y., F u k u n a g a M. 1996. Physical mapping of the Borrelia miyamotoi HT31 chromosome in comparison with that of Borrelia turicatae, an etiological agent of tick-borne relapsing fever. Clin. Diagn. Lab. Immunol. 3: 533—540.

T a m u r a K., D u d l e y J . ,Ne i M., K u m a r S. 2007. MEGA4: Molecular Evolutionary Gene-tics Analysis (MEGA) software version 4.0. Molecular Biology and Evolution. 24: 1596—1599.

210

Page 11: Выявление Borrelia miyamotoi в клещах Ixodes persulcatus ... · Показано, что различи вя организаци геноми боррелиа двуй

DETECTION OF BORRELIA MIYAMOTOI IN TICKS IXODES PERSULCATUS FROM RUSSIA

N. V. Fomenko, N. N. Livanova, V. Yu. Borgoyakov, I. V. Kozlova, I. V. Shulaykina, N. M. Pukhovskaya, K. N. Tokarevich,

S. G. Livanov, E. K. Doroschenko, L. I. Ivanov

Key words: Borrelia miyamotoi, taiga tick, Ixodes persulcatus, PCR.

S U M M A R Y

Unfed adult Ixodes persulcatus ticks from five regions of Russia were examined to ana-lyze the distribution and diversity of Borrelia miyamotoi. DNA of B. miyamotoi was found in 1.8 % of ticks from Leningrad Oblast, 2.9 % from Sverdlovsk, 4.5 % from Novosibirsk, 2.3 % from Irkutsk Oblast, and 2.5 % from Khabarovsk Krai. The molecular typing of the B. miyamotoi DNA was based on the partial sequencing of the 16S rRNA, рбб, and glpQ genes. The only genetic variant of B. miyamotoi was detected in all samples of ticks collec-ted from these five territories.

211