Модульность хвостовых шипов бактериофагов и горизонтальный перенос генов выявляют специфичность к серогруппам O-антигена E. coli

ВВЕДЕНИЕ: Взаимодействие между бактериофагами и их хозяевами отличается сложностью и высокой специфичностью. Рецептор-связывающие белки (RBP) фагов, такие как хвостовые фибриллы и хвостовые шипы, инициируют процесс инфекции. Эти RBP связываются с различными структурами наружной мембраны, включая O-антиген — специфичный для серогруппы сахаросодержащий компонент наружного липополисахаридного слоя грамотрицательных бактерий. К числу наиболее вирулентных штаммов Escherichia coli относится патотип E. coli, продуцирующий шигатоксин (STEC), в котором преобладает ряд серогрупп O-антигена. МЕТОДЫ: Для выявления и подтверждения корреляций между подтипами RBP фагов и серогруппами O-антигена STEC были проведены обширные филогенетический и структурный анализы, основанные на принципе, согласно которому горизонтальный перенос генов является основным фактором эволюции RBP. РЕЗУЛЬТАТЫ: Мы идентифицировали специфичные к O-антигену подтипы RBP для семи из девяти наиболее распространённых серогрупп STEC (O26, O45, O103, O104, O111, O145 и O157), а также для семи дополнительных серогрупп E. coli (O2, O8, O16, O18, 4s/O22, O77 и O78). Восемь родов фагов (Gamaleyavirus, Justusliebigvirus, Kagunavirus, Kayfunavirus, Kuttervirus, Lederbergvirus, Nouzillyvirus и Uetakevirus) характеризовались высокой долей RBP, специфичных к серогруппам. Кроме того, мы выявили мотивы последовательности в области RBP, которые потенциально могут служить горячими точками рекомбинации между литическими фагами. ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Полученные результаты способствуют лучшему пониманию мозаичности RBP фагов, а также демонстрируют метод выявления и подтверждения новых подтипов RBP для существующих и будущих возникающих серогрупп.