سال 15، شماره 5 - ( مهر - آبان 1400 )
جلد 15 شماره 5 صفحات 550-538 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Kheradmand E, Razavi S, Talebi M, Jamshidian M. Evaluation of Shigella flexneri Biofilm Formation and Its Effect on the Expression of Toxin-antitoxin Genes. Iran J Med Microbiol 2021; 15 (5) :538-550
URL: http://ijmm.ir/article-1-1322-fa.html
URL: http://ijmm.ir/article-1-1322-fa.html
خردمند عرفان، رضوی شبنم، طالبی ملیحه، جمشیدیان محمود. ارزیابی تشکیل بیوفیلم شیگلا فلکسنری و تأثیر آن بر بیان ژن های توکسین-آنتی توکسین. مجله میکروب شناسی پزشکی ایران. 1400; 15 (5) :538-550
عرفان خردمند1 
، شبنم رضوی 
2، ملیحه طالبی3 ، محمود جمشیدیان4
، شبنم رضوی 2، ملیحه طالبی3 ، محمود جمشیدیان4
1- گروه زیست شناسی، دانشکده علوم و فناوری های همگرا، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
2- مرکز تحقیقات بیوتکنولوژی میکروبی، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران ، razavi.sh@iums.ac.ir
3- گروه میکروب شناسی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران
4- گروه پاتوبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
2- مرکز تحقیقات بیوتکنولوژی میکروبی، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران ، razavi.sh@iums.ac.ir
3- گروه میکروب شناسی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران
4- گروه پاتوبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
چکیده: (3393 مشاهده)
زمینه و اهداف: شیگلا فلکسنری، باکتری گرم منفی بسیار مسری است که باعث اسهال شدید بخصوص در کودکان زیر ده سال می شود. تشکیل بیوفیلم در این گونه سبب افزایش مقاومت آن در برابر آنتی بیوتیک ها می‌گردد. با توجه به نقش مهم سیستم های توکسین-آنتی توکسین (TA) در پایداری و بقای باکتری ها تحت شرایط استرس، هدف مطالعه حاضر، ارزیابی بیان ژن‌های کدکننده سیستم های TA و همچنین Lon پروتئاز به‌عنوان پروتئین اصلی تنظیم کننده بیان و عملکرد سیستم‌های مذکور در این میکروارگانیسم در شرایط تشکیل بیوفیلم است.
مواد و روش کار: در این مطالعه، از سویه استاندارد شیگلا فلکسنری ۱۲۰۲۲ ATCC استفاده شد. پس از کشت باکتری روی محیط کشت اختصاصی، توانایی تشکیل بیوفیلم به صورت کمی به روش میکروتیترپلیت ارزیابی شد. در ادامه سطح بیان ژن‌های مذکور نسبت به گروه کنترل با استفاده از ریل تایم PCR ارزیابی گردید.
یافته ها: نتایج تست میکروتیترپلیت نشان داد که باکتری شیگلا فلکسنری مورد مطالعه یک سویه بیوفیلم قوی است و نتایج qPCR حاکی از افزایش بیان ژن‌های توکسین‌های مورد مطالعه و lon پروتئاز، ۸ و ۲۴ ساعت پس از القای تشکیل بیوفیلم بود (۰/۰۱<P).
نتیجه‌گیری: با توجه به افزایش معنی دار میزان بیان ژن‌های مورد مطالعه بخصوص lon پروتئاز و توکسین‌های GNAT و maz در ساعت ۲۴ پس از تشکیل بیوفیلم، می‌توانند به‌طور بالقوه به‌عنوان هدف داروی ضد میکروبی در مطالعات جدید مورد استفاده قرار گیرند.
نوع مطالعه: مقاله پژوهشی |
موضوع مقاله:
باکتری شناسی پزشکی
دریافت: 1400/2/4 | پذیرش: 1400/5/18 | انتشار الکترونیک: 1400/6/19
دریافت: 1400/2/4 | پذیرش: 1400/5/18 | انتشار الکترونیک: 1400/6/19
فهرست منابع
1. Baker S, The HC. Recent insights into Shigella: a major contributor to the global diarrhoeal disease burden. Curr Opin Infect Dis. 2018;31(5):449-54. [DOI:10.1097/QCO.0000000000000475] [PMID] [PMCID]
2. Schroeder NG, Hilbi H. Molecular Pathogenesis of Shigella spp.: Controlling Host Cell Signaling, Invasion, and Death by Type III Secretion. Clin Microbiol Rev. 2008;21(1):134-56. [DOI:10.1128/CMR.00032-07] [PMID] [PMCID]
3. Tajbakhsh M, García Migura L, Rahbar M, Svendsen CA, Mohammadzadeh M, Zali MR, et al. Antimicrobial-resistant Shigella infections from Iran: an overlooked problem? J Antimicrob Chemother. 2012;67(5):1128-33. [DOI:10.1093/jac/dks023] [PMID]
4. Xu D, Zhang W, Zhang B, Liao C, Shao Y. Characterization of a biofilm-forming Shigella flexneri phenotype due to deficiency in Hep biosynthesis. PeerJ. 2016;4:e2178. [DOI:10.7717/peerj.2178] [PMID] [PMCID]
5. Kang J, Liu L, Liu M, Wu X, Li J. Antibacterial activity of gallic acid against Shigella flexneri and its effect on biofilm formation by repressing mdoH gene expression. Food Control. 2018;94:147-54. [DOI:10.1016/j.foodcont.2018.07.011]
6. Høiby N, Bjarnsholt T, Givskov M, Molin S, Ciofu O. Antibiotic resistance of bacterial biofilms. Int J Antimicrob Agents. 2010;35(4):322-32. [DOI:10.1016/j.ijantimicag.2009.12.011] [PMID]
7. Dadgar T, Vahedi Z, Yazdansetad S, Kiaei E, Asaadi H. Phenotypic Investigation of Biofilm Formation and the Prevalence of icaA and icaD Genes in Staphylococcus epidermidis Isolates. Iran J Med Microbiol. 2019;12(6):371-81. [DOI:10.30699/ijmm.12.6.371]
8. Nickerson KP, Chanin RB, Sistrunk JR, Rasko DA, Fink PJ, Barry EM, et al. Analysis of Shigella flexneri Resistance, Biofilm Formation, and Transcriptional Profile in Response to Bile Salts. Infect Immun. 2017;85(6):e0106716. [DOI:10.1128/IAI.01067-16] [PMID] [PMCID]
9. Ellafi A, Abdallah FB, Lagha R, Harbi B, Bakhrouf A. Biofilm production, adherence and morphological alterations of Shigella spp. under salt conditions. Ann Microbiol. 2011;61(4):741-7. [DOI:10.1007/s13213-010-0190-5]
10. Kang J, Liu L, Liu Y, Wang X. Ferulic Acid Inactivates Shigella flexneri through Cell Membrane Destruction, Biofilm Retardation, and Altered Gene Expression. J Agric Food Chem. 2020;68(27):7121-31. [DOI:10.1021/acs.jafc.0c01901] [PMID]
11. Yamaguchi Y, Park J-H, Inouye M. Toxin-Antitoxin Systems in Bacteria and Archaea. Annu Rev Genomics. 2011;45(1):61-79. [DOI:10.1146/annurev-genet-110410-132412] [PMID]
12. Goeders N, Van Melderen L. Toxin-Antitoxin Systems as Multilevel Interaction Systems. Toxins. 2014;6(1):304-24. [DOI:10.3390/toxins6010304] [PMID] [PMCID]
13. Yamaguchi Y, Inouye M. Chapter 12 mRNA Interferases, Sequence‐Specific Endoribonucleases from the Toxin-Antitoxin Systems. Progress in Molecular Biology and Translational Science. 85: Academic Press; 2009. p. 467-500. [DOI:10.1016/S0079-6603(08)00812-X]
14. Wen Y, Behiels E, Devreese B. Toxin-Antitoxin systems: their role in persistence, biofilm formation, and pathogenicity. Pathog Dis. 2014;70(3):240-9. [DOI:10.1111/2049-632X.12145] [PMID]
15. Karimi S, Ghafourian S, Taheri Kalani M, Azizi Jalilian F, Hemati S, Sadeghifard N. Association between toxin-antitoxin systems and biofilm formation. Jundishapur J Microbiol. 2014;8(1):e14540. [DOI:10.5812/jjm.14540] [PMID] [PMCID]
16. Christensen SK, Maenhaut-Michel G, Mine N, Gottesman S, Gerdes K, Van Melderen L. Overproduction of the Lon protease triggers inhibition of translation in Escherichia coli: involvement of the yefM-yoeB toxin-antitoxin system. Mol Microbiol. 2004;51(6):1705-17. [DOI:10.1046/j.1365-2958.2003.03941.x] [PMID]
17. Venkatesh S, Lee J, Singh K, Lee I, Suzuki CK. Multitasking in the mitochondrion by the ATP-dependent Lon protease. Biochim Biophys Acta Mol Cell Res. 2012;1823(1):56-66. [DOI:10.1016/j.bbamcr.2011.11.003] [PMID] [PMCID]
18. Kheradmand E, Razavi S, Talebi M, Jamshidian M. Evaluation of Putative Type II Toxin-Antitoxin Systems and Lon Protease Expression in Shigella flexneri Following Infection of Caco-2 Cells. Archives of Clinical Infectious Diseases. 2020;15(3):e98625. [DOI:10.5812/archcid.98625]
19. Hearn RP, Arblaster KE. DNA extraction techniques for use in education. Biochem Mol Biol Educ. 2010;38(3):161-6. [DOI:10.1002/bmb.20351] [PMID]
20. Stepanović S, Vuković D, Hola V, Bonaventura GD, Djukić S, Cirković I, et al. Quantification of biofilm in microtiter plates: overview of testing conditions and practical recommendations for assessment of biofilm production by staphylococci. APMIS. 2007;115(8):891-9. [DOI:10.1111/j.1600-0463.2007.apm_630.x] [PMID]
21. Kubista M, Andrade JM, Bengtsson M, Forootan A, Jonák J, Lind K, et al. The real-time polymerase chain reaction. Mol Aspects Med. 2006;27(2-3):95-125. [DOI:10.1016/j.mam.2005.12.007] [PMID]
22. Hemati S, Azizi-Jalilian F, Pakzad I, Taherikalani M, Maleki A, Karimi S, et al. The correlation between the presence of quorum sensing, toxin-antitoxin system genes and MIC values with ability of biofilm formation in clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa. Iran J Microbiol. 2014;6(3):133-9.
23. Wood TL, Wood TK. The HigB/HigA toxin/antitoxin system of Pseudomonas aeruginosa influences the virulence factors pyochelin, pyocyanin, and biofilm formation. MicrobiologyOpen. 2016;5(3):499-511. [DOI:10.1002/mbo3.346] [PMID] [PMCID]
24. Valadbeigi H, Sadeghifard N, Salehi MB. Assessment of biofilm formation in Pseudomonas aeruginosa by antisense mazE-PNA. Microb Pathog. 2017;104:28-31. [DOI:10.1016/j.micpath.2017.01.009] [PMID]
25. Chan W, Domenech M, Moreno-Córdoba I, Navarro-Martínez V, Nieto C, Moscoso M, et al. The Streptococcus pneumoniae yefM-yoeB and relBE Toxin-Antitoxin Operons Participate in Oxidative Stress and Biofilm Formation. Toxins. 2018;10(9):378. [DOI:10.3390/toxins10090378] [PMID] [PMCID]
26. Alhusseini LB, Maleki A, Kouhsari E, Ghafourian S, Mahmoudi M, Al Marjani MF. Evaluation of type II toxin-antitoxin systems, antibiotic resistance, and biofilm production in clinical MDR Pseudomonas aeruginosa isolates in Iraq. Gene Rep. 2019;17:100546. [DOI:10.1016/j.genrep.2019.100546]
27. Ma D, Mandell JB, Donegan NP, Cheung AL, Ma W, Rothenberger S, et al. The Toxin-Antitoxin MazEF Drives Staphylococcus aureus Biofilm Formation, Antibiotic Tolerance, and Chronic Infection. mBio. 2019;10(6):e0165819. [DOI:10.1128/mBio.01658-19]
28. Søgaard-Andersen L, Yang Z. Programmed Cell Death: Role for MazF and MrpC in Myxococcus Multicellular Development. Curr Biol. 2008;18(8):R337-R9. [DOI:10.1016/j.cub.2008.02.060] [PMID]
29. Kwan BW, Lord DM, Peti W, Page R, Benedik MJ, Wood TK. The MqsR/MqsA toxin/antitoxin system protects Escherichia coli during bile acid stress. Environ Microbiol. 2015;17(9):3168-81. [DOI:10.1111/1462-2920.12749] [PMID]
30. Javanmard Z, Kalani BS, Razavi S, Farahani NN, Mohammadzadeh R, Javanmard F, et al. Evaluation of cell-penetrating peptide-peptide nucleic acid effect in the inhibition of cagA in Helicobacter pylori. Acta Microbiol Immunol Hung. 2020;67(1):66-72. [DOI:10.1556/030.66.2019.032] [PMID]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
