The object of research, development or design (in Russian) : E. coli.,бактериофаги, литическая активность

The object of research, development or design (in Kazakh) : E. coli., бактериофагтар, литикалық белсенділік

Aim of work (in Russian) : Целью настоящего проекта является выделение и изучение биологических свойств фагов, обладающих способностью лизировать патогенные штаммы E.coli, вызывающие колибактериоз телят.

Aim of work (in Kazakh) : Бұл жобаның мақсаты бұзауларда колибактериозды тудыратын патогенді E. coli штамдарын лизистеу қабілеті бар фагтарды бөліп алу және биологиялық қасиеттерін зерттеу болып табылады.

Методы исследования (на русском) : Морфологию изолированных бактериофагов изучали при помощи трансмиссионной электронной микроскопии. Уровень литической активности фагов оценивали по способности лизировать клетки бактерии-хозяина при различной концентрации вирусных частиц. Оптимальные значения MOI определяли путём инфицирования бактерий хозяев соответствующими образцами фагов при различных соотношениях количества вирусных частиц и бактериальных клеток. Концентрацию фаговых частиц определяли методом Грциа. Для определения скорости адсорбции фагов бактериальный штамм-хозяин и соответствующий бактериофаг в соотношении 1:1 культивировали при 37°C, после чего отбирали аликвоты по 100 мкл через 0, 3, 5, 10 и 20 мин, каждую аликвоту очищали от бактерий и определяли в ней титр фагов. Для определения одношаговой кривой роста, заражённые фагом бактерии, культивировали в течении 2 часов и каждые 10 минут отбирали аликвоты, очищали их от бактериальных клеток и методом Грациа определяли в них титр бактериофагов. По полученным значениям строили кривую роста титра в зависимости от времени культивирования. Для полногеномного секвенирования фагов выделяли геномную ДНК из исследуемых бактериофагов с использованием набора PureLink Viral DNA/RNA. Геномные библиотеки были подготовлены при помощи набора Nextera XT и засеквенированы на платформе Illumina MiSeq. Сборку геномов производили с помощью программы SPAdes 3.12.0 Открытые рамки считывания были предсказаны с использованием приложения ORF finder.

Методы исследования (на казахском) : Оқшауланған бактериофагтардың морфологиясы трансмиссиялық электронды микроскопия көмегімен зерттелді. Фагтардың литикалық белсенділік деңгейі вирустық бөлшектердің әртүрлі концентрациясында иесі бактерия жасушаларын лизиске алу қабілетімен бағаланды. Оңтайлы MOI мәндері вирустық бөлшектердің бактериялық жасушаларға әртүрлі қатынасында тиісті фаг үлгілерімен иесі бактерияларды жұқтыру арқылы анықталды. Фаг бөлшектерінің концентрациясы Грзия әдісімен анықталды. Фагтардың адсорбция жылдамдығын анықтау үшін бактериялық ие штаммы және сәйкес бактериофаг 1:1 қатынасында 37°C температурада өсірілді, содан кейін 0, 3, 5, 10 және 20 мин арқылы 100 мкл аликвоттар таңдалды, әрбір аликвот бактериялардан тазартылды және ондағы фаг титрі анықталды. Бір сатылы өсу қисығын анықтау үшін фаг жұқтырған бактериялар 2 сағат бойы өсіріліп, әр 10 минут сайын аликвоттар алынып, бактерия жасушаларынан тазартылып, Граций әдісімен бактериофагтардың титрі анықталды. Алынған мәндер бойынша өсіру уақытына байланысты титрдің өсу қисығы салынды. Толық геномдық реттілік үшін фагтар зерттелетін бактериофагтардан геномдық ДНҚ-ны PureLink Viral DNA/RNA жиынтығын пайдаланып оқшаулады. Геномдық кітапханалар Nextera XT жинағы арқылы дайындалды және Illumina MiSeq платформасында реттелген. Геномдар SPAdes 3.12.0 бағдарламасы арқылы жиналды, ORF Finder қолданбасы арқылы ашық оқу кадрлары болжалды.

Obtained results and novelty (in Russian) : Было установлено, что вирусные частицы изолированных штаммов обладали общими размерами до 200 нм и имели хвостовые отростки различной длинны и структуры, что позволило отнести их к классу хвостатых фагов – Caudoviricetes. Изучение уровня литической активности фагов показало, что все исследуемые бактериофаги E. coli обладали способностью как минимум на 40% подавлять рост бактерий при минимальной концентрации (10 вирусных частиц на 1 мл) и на 100% от концентрации 105-108 вирусных частиц на 1 мл. Показано, что оптимальным значением MOI является 1. При определении скорости адсорбции было показано, что у всех выделенных бактериофагов полная адсорбция происходит в течении первых 10 минут инкубации. Было установлено, что у всех исследованных фагов латентный период в среднем продолжался 20 минут от начала фаговой инфекции, после чего начиналась активная фаза роста, далее рост титра фаговых частиц выходил на плато. Вспышка роста у исследуемых бактериофагов составила от 148 до 423 вирусных частиц. В результате определения спектра литической активности было установлено, что наиболее широким диапазоном хозяев обладали 8 бактериофагов, которые лизировали от 11 до 20 из 42 изолированных штаммов Е. coli, наименьшим спектром обладали 2 фага, которые лизировали от 6 до 7 штамма Е. coli. Было проведено полногеномное секвенирование отобранных фагов, которое позволило установить структуру и размер генома.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Оқшауланған штаммдардың вирустық бөлшектерінің жалпы өлшемі 200 нм-ге дейін болатыны және әртүрлі ұзындықтар мен құрылымдардың құйрық процестері бар екендігі анықталды, бұл оларды құйрықты фагтар класына - Caudoviricetes классына жатқызуға мүмкіндік берді. Фагтардың литикалық белсенділік деңгейін зерттеу барлық зерттелген E. coli бактериофагтарының ең аз концентрацияда (1 мл-ге 10 вирус бөлшегі) кем дегенде 40% тежеу қабілеті және 1 мл-ге 105-108 вирус бөлшектерінің концентрациясында 100% бактериялардың өсуін тежеуі бар екенін көрсетті. MOI оңтайлы мәні 1 екендігі көрсетілген. Адсорбция жылдамдығын анықтаған кезде барлық оқшауланған бактериофагтарда инкубацияның алғашқы 10 минутында толық адсорбция болатындығы көрсетілген. Зерттелген барлық фагтарда жасырын кезең фаг инфекциясының басталуынан орта есеппен 20 минутқа созылғаны анықталды, содан кейін белсенді өсу фазасы басталды, содан кейін фаг бөлшектерінің титрінің өсуі үстіртке шықты. Зерттелетін бактериофагтардың өсу қарқыны 148-ден 423-ке дейін вирустық бөлшектерді құрады. Литикалық белсенділік спектрін анықтау нәтижесінде иелердің ең кең диапазонында 42 оқшауланған E. coli штаммының 11-ден 20-ға дейін лизиске ие 8 бактериофаг, ең аз спектрде E. coli штаммының 6-дан 7-ге дейін лизиске ие 2 фаг бар екендігі анықталды. Геномның құрылымы мен өлшемін анықтауға мүмкіндік беретін таңдалған фагтардың толық геномдық реттілігі жасалды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Было проведено изучение структуры вирионов литических фагов, эффективных против возбудителей эшерихиоза телят. Были установлены оптимальное значение множественности инфекции, скорость адсорбции, уровень и спектр литической активности исследуемых фагов. При помощи полногемного секвенирования была установлена структура и размер генома исследуемых фагов, а также определена их родовая принадлежность.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Бұзау эшерихиозының қоздырғыштарына қарсы тиімді литикалық фаг вириондарының құрылымын зерттеу жүргізілді. Инфекцияның көптігінің оңтайлы мәні, адсорбция жылдамдығы, зерттелетін фагтардың литикалық белсенділігінің деңгейі мен спектрі анықталды. Толық геномдық секвенирлеудің көмегімен зерттелетін фагтардың геномының құрылымы мен мөлшері анықталды, сонымен қатар олардың туыстық байланысы анықталды.

Level of implementation (in Russian) : Фундаментальные исследования, TLR1.

Level of implementation (in Kazakh) : Негізгі зерттеулер, TLR1.

Efficiency (in Russian) : В строгом соответствии с утверждённым календарным планом за 2024 год были проведены все запланированные исследования и получены соответствующие результаты.

Efficiency (in Kazakh) : 2024 жылы бекітілген күнтізбелік жоспарға сәйкес барлық жоспарланған зерттеулер жүргізіліп, тиісті нәтижелер алынды.

Field of application (in Russian) : Целевыми потребителями полученных результатов проекта могут являться научные организации занимающиеся разроботкой и внедрением новых средств борьбы с бактериальными инфекциями, ветеринарные клиники, а также предприятия агропромышленного сектора (животноводческие фермы, птицефабрики) и пищевой промышленности.

Field of application (in Kazakh) : Жоба нәтижелерінің мақсатты тұтынушылары бактериялық инфекциялармен күресудің жаңа құралдарын әзірлеумен және енгізумен айналысатын ғылыми ұйымдар, ветеринариялық клиникалар, сондай-ақ агроөнеркәсіптік сектордағы (мал фермалары, құс фабрикалары) және тамақ өнеркәсібі кәсіпорындары болуы мүмкін.