danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2021-65-2-185-190dan-961Research ArticleБИОЛОГИЯBIOLOGYСоздание рекомбинантного штамма Escherichia coli, продуцирующего субъединицу гомологичного термолабильного токсинаConstruction of the recombinant Escherichia coli strain producing a homologous thermolabile toxin subunitКазловскийИ. С.KazlouskiI. S.

Казловский Илья Сергеевич , науч. сотрудник

ул. Купревича, 2, 220141, Минск

Kazlouski Illia S., Researcher

2, Kuprevich Str., 220141, Minsk

kazlouski.illia@gmail.comЗинченкоА. И.ZinchenkoA. I.

Зинченко Анатолий Иванович, член-корреспондент, д-р биол. наук, профессор, заведующий лабораторией

ул. Купревича, 2, 220141, Минск

Zinchenko Anatoliy I, Corresponding Member, D. Sc. (Biology), Professor, Head of the Laboratory

2, Kuprevich Str., 220141, Minsk

zinch@mbio.bas-net.byСоловьеваА. В.SolovyevaA. V.

Соловьева Анастасия Владимировна, мл. науч. сотрудник

ул. Брикета, 28, 220063, Минск

Solovyeva Anastasiya V, Junior researcher

28, Briket Str., 220063, Minsk

sol_nastasya@mail.ruНовиковаО. Н.NovikovaO. N.

Новикова Оксана Николаевна, канд. вет. наук, вед. науч. сотрудник

ул. Брикета, 28, 220063, Минск

Novikova Oksana N, Ph. D. (Veterinary Medicine), Leading researcher

28, Briket Str., 220063, Minsk

oksana68on@mail.ruЛомакоЮ. В.LomakoYu. V.

Ломако Юрий Васильевич, канд. вет. наук, директор

ул. Брикета, 28, 220063, Минск

Lomako Yuri V, Ph. D. (Veterinary Medicine), Director

28, Briket Str., 220063, Minsk

lamakajuri@mail.ruИнститут микробиологии Национальной академии наук БеларусиInstitute of Microbiology of the National Academy of Sciences of BelarusИнститут экспериментальной ветеринарии им. С. Н. ВышелесскогоS. N. Vyshelessky Institute of Experimental Veterinary Medicine202108052021652185190Copyright © Казловский И.С., Зинченко А.И., Соловьева А.В., Новикова О.Н., Ломако Ю.В., 20212021Казловский И.С., Зинченко А.И., Соловьева А.В., Новикова О.Н., Ломако Ю.В.Kazlouski I.S., Zinchenko A.I., Solovyeva A.V., Novikova O.N., Lomako Y.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/961

Колибактериоз – это остро протекающая зоонозная болезнь, проявляющаяся септицемией, токсемией, энтеритом, обезвоживанием организма и поражением центральной нервной системы. Энтеротоксигенные штаммы Escherichia coli занимают одно из ведущих мест в этиологической структуре колибактериоза телят во многих животноводческих хозяйствах Республики Беларусь. Основная причина, из-за которой развивается данная болезнь, это наличие термолабильных и термостабильных токсинов в штамме-возбудителе. Субъединица В термолабильного токсина является сильным антигеном, который позволяет домашним животным приобрести иммунитет против диареи крупного рогатого скота, вызванной E. coli. Многие зарубежные вакцины, используемые против кишечных инфекций крупного рогатого скота, содержат в себе либо нативный, либо рекомбинантный вариант субъединицы В. В результате выполнения работы нами создан новый штамм E. coli 42eLTB – продуцент рекомбинантной субъединицы В термолабильного токсина энтеротоксикогенного штамма E. coli. При этом продуцирующая способность полученного штамма составляет 480 мг с 1 л культуральной жидкости, что превышает аналогичный показатель уже известных штаммов в 1,37 раза.

Colibacteriosis is an acute zoonotic disease manifested by septicaemia, toxemia, enteritis, body dehydration, and central nervous system damage. Depending on the presence of virulence factors and the nature of interaction with the intestinal mucosa, enterotoxigenic, enteroinvasive, enteropathogenic, and enterohemorrhagic E. coli are isolated. Enterotoxigenic strains of E. coli occupy one of the leading places in the etiological structure of calf colibacteriosis in many livestock farms of the Republic of Belarus. The main reason why this disease develops is the presence of thermolabile and thermostable toxins in the causative strain. The thermolabile toxin subunit B is a potent antigen that allows pet immunity to be acquired against E. coli-induced cattle diarrhea. Many foreign vaccines used against intestinal infections of cattle contain either a native or recombinant variant of the subunit B. As a result of the work, we have created a new strain of E. coli 42eLTB – the producer of the recombinant subunit B of the thermolabile toxin E. coli. The producing capacity of the obtained strain is 480 mg with 1 culture liquid liter, which exceeds the already known strains 1.37 times.

Escherichia coliтермолабильный токсинколибактериозгенная инженериярекомбинантный штаммEscherichia colithermolabile toxincolibacteriosisgenetic engineeringrecombinant strainReferencesCharacterization of heat-labile toxin-subunit B from Escherichia coli by liquid chromatography-electrospray ionization-mass spectrometry and matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry / I. Sospedra [et al.] // Food Chem. Toxicol. – 2012. – Vol. 50, N 11. – P. 3886–3891. https://doi.org/10.1016/j.fct.2012.08.014Sospedra I., Simone C., Soriano J. M., Manes J., Ferranti P., Ritieni A. Characterization of heat-labile toxin-subunit B from Escherichia coli by liquid chromatography-electrospray ionization-mass spectrometry and matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry. Food and Chemical Toxicology, 2012, vol. 50, no. 11, pp. 3886–3891. https://doi.org/10.1016/j.fct.2012.08.014Review of newly identified functions associated with the heat-labile toxin of enterotoxigenic Escherichia coli / Q. Duan [et al.] // Front. Cell. Infect. Microbiol. – 2019. – Vol. 9. – Art. 292. https://doi.org/10.3389/fcimb.2019.00292Duan Q., Xia P., Nandre R., Zhang W., Zhu G. Review of newly identified functions associated with the heat-labile toxin of enterotoxigenic Escherichia coli. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 2019, vol. 9, art. 292. https://doi.org/10.3389/fcimb.2019.00292Expression of Escherichia coli heat-labile enterotoxin B subunit in Centella (Centella Asiatica (L.) Urban) via biolistic transformation / N. H. Loc [et al.] // Curr. Pharm. Biotechnol. – 2020. – Vol. 21, N 10. – P. 973–979. https://doi.org/10.2174/138 9201021666200226094150Loc N. H., Tung N. V., Kim P. T. A., Yang M. S. Expression of Escherichia coli heat-labile enterotoxin B subunit in Centella (Centella asiatica (L.) Urban) via biolistic transformation. Current Pharmaceutical Biotechnology, 2020, vol. 21, no. 10, pp. 973–979. https://doi.org/10.2174/1389201021666200226094150Hur, J. Ontology-based literature mining of E. coli vaccine-associated gene interaction networks / J. Hur, A. Ozgur, Y. He // J. Biomed. Semantics. – 2017. – Vol. 8, N 1. – Art. 12. https://doi.org/10.1186/s13326-017-0122-4Hur J., Ozgur A., He Y. Ontology-based literature mining of E. coli vaccine-associated gene interaction networks. Journal of Biomedical Semantics, 2017, vol. 8, no. 1, art. 12. https://doi.org/10.1186/s13326-017-0122-4Th1-biased immunoadjuvant effect of the recombinant B subunit of an Escherichia coli heat-labile enterotoxin on an inactivated porcine reproductive and respiratory syndrome virus antigen via intranasal immunization in mice / F. Su [et al.] // J. Vet. Med. Sci. – 2019. – Vol. 81, N 10. – P. 1475–1484. https://doi.org/10.1292/jvms.19-0057Su F., Xu L., Xue Y., Li J., Fu Y., Yu B., Wang S., Yuan X. Th1-biased immunoadjuvant effect of the recombinant B subunit of an Escherichia coli heat-labile enterotoxin on an inactivated porcine reproductive and respiratory syndrome virus antigen via intranasal immunization in mice. Journal of Veterinary Medical Science, 2019, vol. 81, no. 10, pp. 1475–1484. https://doi.org/10.1292/jvms.19-0057Hur, J. A 2018 workshop: vaccine and drug ontology studies (VDOS 2018) / J. Hur, C. Tao, y. He // BMC Bioinformatics. – 2019. – Vol. 20, N 21. – Art. 705. https://doi.org/10.1186/s12859-019-3191-9Hur J., Tao C., He Y. A 2018 workshop: vaccine and drug ontology studies (VDOS 2018). BMC Bioinformatics, 2019, vol. 20, no. 21, art. 705. https://doi.org/10.1186/s12859-019-3191-9Quan, J. Circular polymerase extension cloning of complex gene libraries and pathways / J. Quan, J. Tian // PLoS ONE. – 2009. – Vol. 4, N 7. – Art. e6441. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0006441Quan J., Tian J. Circular polymerase extension cloning of complex gene libraries and pathways. PLoS ONE, 2009, vol. 4, no. 7, art. e6441. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0006441Immunization with recombinant fusion of LTB and linear epitope (40–62) of epsilon toxin elicits protective immune response against the epsilon toxin of Clostridium perfringens type D / H. Kaushik [et al.] // AMB Expr. – 2019. – Vol. 9, N 1. – P. 105–116. https://doi.org/10.1186/s13568-019-0824-3Kaushik H., Deshmukh S. K., Solanki A. K., Bhatia B., Tiwari A., Garg L. C. Immunization with recombinant fusion of LTB and linear epitope (40–62) of epsilon toxin elicits protective immune response against the epsilon toxin of Clostridium perfringens type D. AMB Express, 2019, vol. 9, no. 1, pp. 105–116. https://doi.org/10.1186/s13568-019-0824-3Secretory Expression and Purification of Recombinant Escherichia coli Heat-Labile Enterotoxin B Subunit and its Applications on Intranasal Vaccination of Hantavirus / S. Cao [et al.] // Mol. Biotechnol. – 2009. – Vol. 41, N 2. – P. 91–98. https://doi.org/10.1007/s12033-008-9101-4Cao S., Zhang Y., Liu F., Wang Q., Zhang Q., Liu Q., Li C., Liang M., Li D. Secretory Expression and Purification of Recombinant Escherichia coli Heat-Labile Enterotoxin B Subunit and its Applications on Intranasal Vaccination of Hantavirus. Molecular Biotechnology, 2009, vol. 41, no. 2, pp. 91–98. https://doi.org/10.1007/s12033-008-9101-4Effcient extracellular production of recombinant Escherichia coli heat-labile enterotoxin B subunit by using the expression/secretion system of Bacillus brevis and its mucosal immunoadjuvanticity / S. Kozuka [et al.] // Vaccine. – 2000. – Vol. 18, N 17. – P. 1730–1737. https://doi.org/10.1016/s0264-410x(99)00547-2Kozuka S., Yasuda Y., Isaka M., Masaki N., Taniguchi T., Matano K., Moriyama A., Ohkuma K., Goto N., Udaka S., Tochikudo K. Effcient extracellular production of recombinant Escherichia coli heat-labile enterotoxin B subunit by using the expression/secretion system of Bacillus brevis and its mucosal immunoadjuvanticity. Vaccine, 2000, vol. 18, no. 17, pp. 1730–1737. https://doi.org/10.1016/s0264-410x(99)00547-2

The authors declare that there are no conflicts of interest present.