Coxiella burnetii

Coxiella burnetii
	Сухой перелом ячейки Vero, подвергая себя содержанию вакуоли, где Coxiella burnetii растет
Научная классификация
Домен:	Бактерии
Филум:	Pseudomonadota
Сорт:	Gammaproteobacteria
Заказ:	Легионеллалес
Семья:	Coxiellaceae
Род:	Коксиэлла
Разновидность:	C. Burnetii
Биномиальное название
	Coxiella burnetii ; (Derrick 1939) ; Филипп 1948

Coxiella burnetii является обязательным внутриклеточным бактериальным патогеном и является причинным агентом Q лихорадки . ^{[ 1 ]} Род Coxiella морфологически похож на Rickettsia , но с различными генетическими и физиологическими различиями. C. Burnetii -это небольшая грамотрицательная , коккобациллярная бактерия, которая очень устойчива к стрессам окружающей среды, такой как высокая температура, осмотическое давление и ультрафиолетовый свет. Эти характеристики связаны с небольшой вариантной вариантом ячейки организма, которая является частью двухфазного цикла развития, включая более метаболически и репликативно активную форму большого варианта клеток. ^{[ 2 ]} Он может пережить стандартные дезинфицирующие средства и устойчиво ко многим другим изменениям окружающей среды, как те, которые представлены в фаголизосоме . ^{[ 3 ]}

История и именование

Исследования в 1920 -х и 1930 -х годах определили, что, казалось, было новым типом рикетсии , изолированной от клещей , который смог пройти через фильтры . Первое описание того, что могло быть Coxiella Burnetii, было опубликовано в 1930 году Хидюо Ногучи , но, поскольку его образцы не выжили, остается неясным, был ли это тот же организм. Окончательные описания были опубликованы в конце 1930 -х годов в рамках исследования причины Q лихорадки Эдварда Холбрука Деррика и Макфарлейна Бернет в Австралии, а также Вестника Ри Кокса и Гордона Дэвиса в лаборатории Скалистых гор (RML) в Соединенных Штатах. ^{[ 4 ]}

Команда RML предложила название Rickettsia Diaporica , полученное из греческого слова для того, чтобы иметь возможность проходить через поры фильтра, чтобы избежать его именования после Кокса или Дэвиса, если действительно описание Ногучи имело приоритет. Примерно в то же время Деррик предложил название Рикетца Бернеэти , в знак признания вклада Бернета в определение организма как Рикетца . По мере того, как стало ясно, что вид значительно отличался от другой Рикетции , он был сначала повышен до подрода, названного в честь Кокса, Коксиэлла , а затем в 1948 году на свой собственный род с таким названием, предложенный Корнелиусом Б. Филиппом , другим исследователем RML. ^{[ 4 ]} Исследования в 1960-1970-х годах французским канадским американским микробиологом и виролологом Пол Физет сыграли важную роль в развитии первой успешной вакцины против лихорадки Q. ^{[ 5 ]}

Coxiella было трудно изучать, потому что ее нельзя было воспроизвести вне хозяина. Однако в 2009 году ученые сообщили о технике, позволяющей бактериям расти в аксенической культуре, и предположили, что метод может быть полезен для изучения других патогенов. ^{[ 6 ]}

Патогенез

Из многих штаммов C. burnetii двумя наиболее изученными являются девять миль фаза I и Priscilla Phase I штамма. В последние годы было изучено больше штаммов. Тем не менее, было продемонстрировано, что девять миль является одним из наиболее вирулентных штаммов C. burnetti , причем всего четыре организма, необходимые для инфекции. Это особенно актуально, так как мышиные грызуны плохо восприимчивы к C. burnetii , что требует более высокой дозы и более вирулентной дозы для инокуляции мышиных грызунов для исследования заболеваний. ^{[ 7 ]}

ID ₅₀ (доза, необходимая для заражения 50% экспериментальных субъектов) является одной из вдыхания; т.е. вдыхание одного организма приведет к болезням в 50% населения. Это чрезвычайно низкая инфекционная доза (требуется только 1-10 организмов), что делает C. burnetii одним из самых инфекционных известных организмов. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} Болезнь возникает на двух этапах: острой стадии, которая испытывает головные боли, озноб и респираторные симптомы, а также коварная хроническая стадия.

C. Burnettii инфекции начинаются внутри альвеол . После вдыхания он нацелен на альвеолярные макрофаги и пассивно входит в них посредством актин -зависимого фагоцитоза . После первоначального связывания предполагается, что C. burnetii входит в фагоцитотические клетки посредством пассивного актин-зависимого фагоцитоза и входит в непрофессиональные фагоциты с помощью активного механизма молнии . C. Burnetii использует интегрин αvβ3 для входа с использованием RAC1 -зависимого фагоцитоза, который, как полагают, развивался в качестве механизма, чтобы избежать индукции воспалительного ответа. ^{[ 10 ]}

После инфекции C. burnetii имеет двухфазный цикл развития, который состоит из малых клеточных вариантов (SCV) и крупных клеточных морфологических форм (LCV), которые оба являются инфекционными. Поскольку SCV метаболически репрессируется и устойчив ко многим стрессорам окружающей среды, это, вероятно, форма, которая инициирует естественные инфекции. Вступив в клетку -хозяина, C. burnetii SCVS транзит через путь фаголизосомного созревания . В первые шесть часов после заражения эндосомы , аутофагосом и лизосомы , содержащие кислотные фосфатазы , с помощью зарождающейся фагосомы с образованием раннего PV, который способствует переходу от SCV к LCV. В результате C. burnetii метаболически активируется и продуцирует T4SS для транспортировки эффекторных белков в цитоплазму хозяина. Через 6 дней C. burnetii возвращается в SCV. ^{[ 7 ]}^{[ 11 ]}

В то время как большинство инфекций выясняются самопроизвольно, лечение тетрациклином или доксициклином, по -видимому, снижает продолжительность симптома и снижает вероятность хронической инфекции. Комбинация эритромицина и рифампина очень эффективна для лечения заболевания, а вакцинация вакциной Q-Vax ( CSL ) эффективна для его профилактики. ^{[ Цитация необходима ]}

В бактериях используется система секреции типа IVB, известная как ICM / DOT (внутриклеточное умножение / дефект в генах транспорта органел) для введения более 100 эффекторных белков в хозяин. Эти эффекторы увеличивают способность бактерий выживать и расти внутри клетки -хозяина путем модуляции многих клеточных путей хозяина, включая блокирование гибели клеток, ингибирование иммунных реакций и изменение транспорта пузырьков. ^{[ 12 ]}^{[ 13 ]}^{[ 14 ]} В Legionella pneumophila деградации хозяина , которая использует ту же систему секреции, а также вводит эффекторы, выживаемость усиливается, потому что эти белки мешают слиянию бактерий-содержащей вакуоль с эндосом . ^{[ 15 ]}

Использовать в качестве биологического оружия

Соединенные Штаты закончили свою программу биологической войны в 1969 году. Когда это произошло, C. Burnetii был одним из семи агентов, которые она стандартизировала как биологическое оружие. ^{[ 16 ]}

Геномика

Не менее 75 ^{[ 17 ]} Полностью секвенированные геномы штаммов Coxiella burnetii существуют, ^{[ 18 ]} которые содержат около 2,1 млн мбитбиозисов ДНК каждый и кодируют около 2100 открытых кадров считывания; 746 (или около 35%) из этих генов не имеют известной функции.

У бактерий небольшие регуляторные РНК активируются во время стресса и условий вирулентности. Coxiella burnetii небольшие RNA (CBSR 1, 11, 12 и 14) кодируются в межгенной области (IGR). CBSR 2, 3, 4 и 9 расположены антисмысловые или идентифицированные ORF . CBSR активируются во время внутриклеточного роста в клетках-хозяевах. ^{[ 19 ]}

Все изоляты C. burnetii либо несут одну из четырех консервативных независимо реплицирующихся больших плазмид (QPH1, QPDG, QPRS или QPDV), либо хромосомный элемент, полученный из QPRS. QPH1 несет факторы, важные для выживания бактерии внутри макрофагов мыши ^{[ 20 ]} и клетки Vero ; Рост на аксенской среде не затронут. QPH1 также содержит систему токсин-антитоксинов . ^{[ 21 ]} Среди всех плазмид 8 консервативных генов кодируют белки, которые вставляются в клетку -хозяина через систему секреции. ^{[ 21 ]}

Дополнительные изображения

C. burnetii , причинный агент Q Fever

Ссылки

^ Shaw EI, Voth de (январь 2019 г.). «Coxiella burnetii: патогенный внутриклеточный ацидофил» . Микробиология . 165 (1): 1–3. doi : 10.1099/mic.0.000707 . PMC 6600347 . PMID 30422108 .
^ Voth De, Heinzen RA (апрель 2007 г.). «Забаланность в лизосоме: внутриклеточный образ жизни Coxiella burnetii» . Клеточная микробиология . 9 (4): 829–40. doi : 10.1111/j.1462-5822.2007.00901.x . PMID 17381428 .
^ Sankaran N (2000). "Coxiella burnetii" . Микробы и люди: AZ микроорганизмов в нашей жизни . Феникс, Аризона: Oryx Press. С. 72 . ISBN 1-57356-217-3 Полем «В отличие от других рикетов, которые очень чувствительны и легко убиты химическими дезинфицирующими средствами и изменениями в их окружении, C. burnetii очень устойчив» и "Q Fever" . Центры по контролю и профилактике заболеваний; Национальный центр инфекционных заболеваний; Разделение вирусных и рикетских заболеваний; Вирусные и риккетские зоонозы ветвь. 2003-02-13 . Получено 2006-05-24 . «Организмы устойчивы к теплу, сушке и многим общим дезинфицирующим средствам».
^ Jump up to: ^а ^{беременный} McDade JE (1990). «Исторические аспекты лихорадки Q». В Marrie TJ (ред.). Q лихорадка, том I: болезнь . CRC Press. С. 5–22. ISBN 0-8493-5984-8 .
^ Саксон, Вольфганг (8 марта 2001 г.). «Доктор Пол Физет, 78 лет, микробиолог и разработчик вакцины Q Fever» . Нью -Йорк Таймс . п. C-17.
^ Omsland A, Cockrell DC, Howe D, Fischer ER, Virtaneva K, Sturdevant DE, et al. (Март 2009 г.). «Беспокойный рост бактерии Q Fever Bacterium Coxiella burnetii» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 106 (11): 4430–4. Bibcode : 2009pnas..106.4430o . doi : 10.1073/pnas.0812074106 . PMC 2657411 . PMID 19246385 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Эльдин, Кэрол; Mélenotte, Cléa; Mediannikov, Oleg; Гиго, Эрик; Миллион, Маттиу; Эдуард, Софи; Меге, Жан-Луи; Маурин, Макс; Раульт, Дидье (январь 2017 г.). «От лихорадки Q до инфекции Coxiella burnetii: изменение парадигмы» . Клинические обзоры микробиологии . 30 (1): 115–190. doi : 10.1128/cmr.00045-16 . ISSN 0893-8512 . PMC 5217791 . PMID 27856520 .
^ Tigertt WD, Benenson AS, Gochenour WS (сентябрь 1961 г.). «Авиабардировка Q лихорадка» . Бактериологические обзоры . 25 (3): 285–93. doi : 10.1128/br.25.3.285-293.1961 . PMC 441106 . PMID 13921201 .
^ «Q лихорадка, вызванная Coxiella burnetii» . Центры для контроля заболеваний. 15 января 2019 года.
^ Dragan, Amanda L.; Voth, Daniel E. (апрель 2020 г.). «Coxiella burnetii: международный патоген тайны» . Микробы и инфекция . 22 (3): 100–110. doi : 10.1016/j.micinf.2019.09.001 . ISSN 1286-4579 . PMC 7101257 . PMID 31574310 .
^ Dragan, Amanda L.; Voth, Daniel E. (2020-04-01). «Coxiella burnetii: международный патоген тайны» . Микробы и инфекция . 22 (3): 100–110. doi : 10.1016/j.micinf.2019.09.001 . ISSN 1286-4579 . PMC 7101257 . PMID 31574310 .
^ Lührmann A, Nogueira CV, Carey KL, Roy CR (ноябрь 2010). «Ингибирование индуцированного патогеном апоптоза с помощью эффекторного белка типа IV Coxiella Burnetii» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (44): 18997–9001. Bibcode : 2010pnas..10718997L . doi : 10.1073/pnas.1004380107 . PMC 2973885 . PMID 20944063 .
^ Клементе Т.М., Мюли М., Джастис А.В., Налландхигл С., Тран Т.М., Гилк С.Д. (октябрь 2018 г.). Freitag ne (ed.). «Coxiella burnetii блокирует внутриклеточную передачу сигналов интерлейкина-17 в макрофагах» . Инфекция и иммунитет . 86 (10). doi : 10.1128/iai.00532-18 . PMC 6204741 . PMID 30061378 .
^ Ньютон Х.Дж., Колер Л.Дж., Макдоно Д.А., Тюш-Диаз М., Крэбилл Е., Хартленд Э.Р., Рой К.Р. (июль 2014 г.). Valdivia RH (ред.). «Экран мутантов Coxiella burnetii выявляет важную роль для эффекторов DOT/ICM и аутофагии хозяина в вакуолевом биогенезе» . PLO -патогены . 10 (7): E1004286. doi : 10.1371/journal.ppat.1004286 . PMC 4117601 . PMID 25080348 .
^ Pan X, Lührmann A, Satoh A, Laskowski-Arce MA, Roy CR (июнь 2008 г.). «Повторные белки анкирина составляют разнообразное семейство эффекторов бактериального типа IV» . Наука . 320 (5883): 1651–4. BIBCODE : 2008SCI ... 320.1651P . doi : 10.1126/science.1158160 . PMC 2514061 . PMID 18566289 .
^ Кродди, Эрик С.; Hart, C. Perez-Armendariz J. (2002). Химическая и биологическая война . Спрингер. С. 30–31. ISBN 0-387-95076-1 .
^ Абу Абдалла, Рита; Миллион, Маттиу; DELERCE, Джереми; Анани, Хусейн; Диоп, Ава; Капуто, Аурелия; Згхейб, Рита; Руссет, Элоди; Сиди Бумедин, Карим; Раульт, Дидье; Фурнье, Пьер-Эдвоард (21 ноября 2022 г.). «Пангеномный анализ Coxiella burnetii раскрывает новые признаки в архитектуре генома» . Границы в микробиологии . 13 doi : 10.3389/fmicb.2022.1022356 . PMC 9721466 . PMID 36478861 .
^ "Геном - NCBI" . Национальный центр информации о биотехнологии, Национальная медицина США . Архивировано из оригинала 2011-11-28 . Получено 1 января 2022 года .
^ Уорриер I, Хикс Л.Л., Батист Дж. М., Рагхаван Р., Минник М.Ф. (2014). «Идентификация новых малых РНК и факутеризация РНК 6S Coxiella burnetii » один Plos 9 (6): E1 Bibcode : 2014ploso ... 9J0147W Doi : 10.1371/ journal.pone.0 PMC 4064990 24949863PMID
^ Ло, Шенгдонг; Лу, Шаншан; Фанат, Хуахао; Чен, Зельан; Солнце, Zhihui; Ху, Ян; Ли, Руишенг; An, xiaoping; Уверский, Владимир Н.; Тонг, Иганг; Песня, Лихуа (8 апреля 2021 года). «Плазмида Coxiella burnetii QPH1 является фактором вирулентности для колонизации мышиных макрофагов, полученных из костного мозга» . Журнал бактериологии . 203 (9). doi : 10.1128/jb.00588-20 . PMC 8092169 . PMID 33558394 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Wachter, S; Кокрелл, округ Колумбия; Миллер, он; Virtaneva, K; Kanakabandi, K; Дарвиц, б; Heinzen, RA; Beare, PA (декабрь 2022 г.). «Эндогенная плазмида Coxiella burnetii кодирует функциональную систему токсин-антитоксин» . Молекулярная микробиология . 118 (6): 744–764. doi : 10.1111/mmi.15001 . PMC 10098735 . PMID 36385554 .

Внешние ссылки

Coxiella burnetii геномы и связанная с ним информация в Patric , центре биоинформатики, финансируемый Niaid

[1] Shaw EI, Voth de (январь 2019 г.). «Coxiella burnetii: патогенный внутриклеточный ацидофил» . Микробиология . 165 (1): 1–3. doi : 10.1099/mic.0.000707 . PMC 6600347 . PMID 30422108 .

[2] Voth De, Heinzen RA (апрель 2007 г.). «Забаланность в лизосоме: внутриклеточный образ жизни Coxiella burnetii» . Клеточная микробиология . 9 (4): 829–40. doi : 10.1111/j.1462-5822.2007.00901.x . PMID 17381428 .

[3] Sankaran N (2000). "Coxiella burnetii" . Микробы и люди: AZ микроорганизмов в нашей жизни . Феникс, Аризона: Oryx Press. С. 72 . ISBN 1-57356-217-3 Полем «В отличие от других рикетов, которые очень чувствительны и легко убиты химическими дезинфицирующими средствами и изменениями в их окружении, C. burnetii очень устойчив» и "Q Fever" . Центры по контролю и профилактике заболеваний; Национальный центр инфекционных заболеваний; Разделение вирусных и рикетских заболеваний; Вирусные и риккетские зоонозы ветвь. 2003-02-13 . Получено 2006-05-24 . «Организмы устойчивы к теплу, сушке и многим общим дезинфицирующим средствам».

[historical-4] Jump up to: ^а ^{беременный} McDade JE (1990). «Исторические аспекты лихорадки Q». В Marrie TJ (ред.). Q лихорадка, том I: болезнь . CRC Press. С. 5–22. ISBN 0-8493-5984-8 .

[5] Саксон, Вольфганг (8 марта 2001 г.). «Доктор Пол Физет, 78 лет, микробиолог и разработчик вакцины Q Fever» . Нью -Йорк Таймс . п. C-17.

[6] Omsland A, Cockrell DC, Howe D, Fischer ER, Virtaneva K, Sturdevant DE, et al. (Март 2009 г.). «Беспокойный рост бактерии Q Fever Bacterium Coxiella burnetii» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 106 (11): 4430–4. Bibcode : 2009pnas..106.4430o . doi : 10.1073/pnas.0812074106 . PMC 2657411 . PMID 19246385 .

[:0-7] Jump up to: ^а ^{беременный} Эльдин, Кэрол; Mélenotte, Cléa; Mediannikov, Oleg; Гиго, Эрик; Миллион, Маттиу; Эдуард, Софи; Меге, Жан-Луи; Маурин, Макс; Раульт, Дидье (январь 2017 г.). «От лихорадки Q до инфекции Coxiella burnetii: изменение парадигмы» . Клинические обзоры микробиологии . 30 (1): 115–190. doi : 10.1128/cmr.00045-16 . ISSN 0893-8512 . PMC 5217791 . PMID 27856520 .

[8] Tigertt WD, Benenson AS, Gochenour WS (сентябрь 1961 г.). «Авиабардировка Q лихорадка» . Бактериологические обзоры . 25 (3): 285–93. doi : 10.1128/br.25.3.285-293.1961 . PMC 441106 . PMID 13921201 .

[9] «Q лихорадка, вызванная Coxiella burnetii» . Центры для контроля заболеваний. 15 января 2019 года.

[10] Dragan, Amanda L.; Voth, Daniel E. (апрель 2020 г.). «Coxiella burnetii: международный патоген тайны» . Микробы и инфекция . 22 (3): 100–110. doi : 10.1016/j.micinf.2019.09.001 . ISSN 1286-4579 . PMC 7101257 . PMID 31574310 .

[11] Dragan, Amanda L.; Voth, Daniel E. (2020-04-01). «Coxiella burnetii: международный патоген тайны» . Микробы и инфекция . 22 (3): 100–110. doi : 10.1016/j.micinf.2019.09.001 . ISSN 1286-4579 . PMC 7101257 . PMID 31574310 .

[12] Lührmann A, Nogueira CV, Carey KL, Roy CR (ноябрь 2010). «Ингибирование индуцированного патогеном апоптоза с помощью эффекторного белка типа IV Coxiella Burnetii» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (44): 18997–9001. Bibcode : 2010pnas..10718997L . doi : 10.1073/pnas.1004380107 . PMC 2973885 . PMID 20944063 .

[13] Клементе Т.М., Мюли М., Джастис А.В., Налландхигл С., Тран Т.М., Гилк С.Д. (октябрь 2018 г.). Freitag ne (ed.). «Coxiella burnetii блокирует внутриклеточную передачу сигналов интерлейкина-17 в макрофагах» . Инфекция и иммунитет . 86 (10). doi : 10.1128/iai.00532-18 . PMC 6204741 . PMID 30061378 .

[14] Ньютон Х.Дж., Колер Л.Дж., Макдоно Д.А., Тюш-Диаз М., Крэбилл Е., Хартленд Э.Р., Рой К.Р. (июль 2014 г.). Valdivia RH (ред.). «Экран мутантов Coxiella burnetii выявляет важную роль для эффекторов DOT/ICM и аутофагии хозяина в вакуолевом биогенезе» . PLO -патогены . 10 (7): E1004286. doi : 10.1371/journal.ppat.1004286 . PMC 4117601 . PMID 25080348 .

[15] Pan X, Lührmann A, Satoh A, Laskowski-Arce MA, Roy CR (июнь 2008 г.). «Повторные белки анкирина составляют разнообразное семейство эффекторов бактериального типа IV» . Наука . 320 (5883): 1651–4. BIBCODE : 2008SCI ... 320.1651P . doi : 10.1126/science.1158160 . PMC 2514061 . PMID 18566289 .

[croddyhart-16] Кродди, Эрик С.; Hart, C. Perez-Armendariz J. (2002). Химическая и биологическая война . Спрингер. С. 30–31. ISBN 0-387-95076-1 .

[17] Абу Абдалла, Рита; Миллион, Маттиу; DELERCE, Джереми; Анани, Хусейн; Диоп, Ава; Капуто, Аурелия; Згхейб, Рита; Руссет, Элоди; Сиди Бумедин, Карим; Раульт, Дидье; Фурнье, Пьер-Эдвоард (21 ноября 2022 г.). «Пангеномный анализ Coxiella burnetii раскрывает новые признаки в архитектуре генома» . Границы в микробиологии . 13 doi : 10.3389/fmicb.2022.1022356 . PMC 9721466 . PMID 36478861 .

[18] "Геном - NCBI" . Национальный центр информации о биотехнологии, Национальная медицина США . Архивировано из оригинала 2011-11-28 . Получено 1 января 2022 года .

[19] Уорриер I, Хикс Л.Л., Батист Дж. М., Рагхаван Р., Минник М.Ф. (2014). «Идентификация новых малых РНК и факутеризация РНК 6S Coxiella burnetii » один Plos 9 (6): E1 Bibcode : 2014ploso ... 9J0147W Doi : 10.1371/ journal.pone.0 PMC 4064990 24949863PMID

[20] Ло, Шенгдонг; Лу, Шаншан; Фанат, Хуахао; Чен, Зельан; Солнце, Zhihui; Ху, Ян; Ли, Руишенг; An, xiaoping; Уверский, Владимир Н.; Тонг, Иганг; Песня, Лихуа (8 апреля 2021 года). «Плазмида Coxiella burnetii QPH1 является фактором вирулентности для колонизации мышиных макрофагов, полученных из костного мозга» . Журнал бактериологии . 203 (9). doi : 10.1128/jb.00588-20 . PMC 8092169 . PMID 33558394 .

[p36385554-21] Jump up to: ^а ^{беременный} Wachter, S; Кокрелл, округ Колумбия; Миллер, он; Virtaneva, K; Kanakabandi, K; Дарвиц, б; Heinzen, RA; Beare, PA (декабрь 2022 г.). «Эндогенная плазмида Coxiella burnetii кодирует функциональную систему токсин-антитоксин» . Молекулярная микробиология . 118 (6): 744–764. doi : 10.1111/mmi.15001 . PMC 10098735 . PMID 36385554 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]