LuxI/LuxR «quorum sensing» системы бактерий рода Aliivibrio тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.02, кандидат наук Баженов Сергей Владимирович

• Баженов Сергей Владимирович
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Баженов Сергей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Цель и задачи исследований

Научная новизна работы

Теоретическая и практическая значимость исследования

Положения, выносимые на защиту

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Экология психрофильных морских люминесцирующих бактерий

1.2 Люминесценция бактерий определяется генами lux-оперона

1.2.1 Гены ^-регулонов

1.2.2 Филогения люминесцентных бактерий и luxCDABE генов

1.3 РБ системы Ьих1/ЬихК типа бактерий рода AШvibrio

1.3.1 Аутоиндукторы первого типа и их взаимодействие с LuxR-подобными белками

1.3.2 Ьих1/ЬихЯ -зависимая регуляция биолюминесценции у морских бактерий A. fischeri

1.3.3 Ьих1/ЬихЯ -зависимая РБ регуляция у морских бактерий A. logei и

A. salmonicida

1.4 Модуляторы экспрессии генов ^-регулона бактерий AШvibrio sp

1.4.1 Шапероны и АТФ-зависимые протеазы

1.4.2 Роль Н-№ в регуляции 1их-оперона

1.4.3 СЯР-зависимая регуляция 1их-оперона

1.4.4 БМ^-зависимая регуляция 1их-оперона

1.4.5 ЬйЯ-зависимая регуляция 1их-оперона

1.5 Цельноклеточные биосенсоры, чувствительные к молекулам -аутоиндукторам РБ систем

1.5.1 Цельноклеточные бактериальные биосенсоры

1.5.2 Ьих-биосенсоры

ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Бактериальные штаммы и плазмиды

2.2 Среды и условия роста бактерий

2.3 Манипуляции с ДНК

2.4 Манипуляции с РНК и постановка ОТ-ПЦР

2.5 Определение нуклеотидной последовательности

2.6 Определение родо-видовой принадлежности изолированных штаммов бактерий с помощью масс-спектрометрии

2.7 Реактивы

2.8 Измерение биолюминесценции клеток

2.9 Определение концентрации АИ в образцах надосадочной культур клеток A. logei

ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ

3.1 Сезонная сменяемость люминесцентной микрофлоры

3.2 Двухэтапное срабатывание luxI/R QS системы A. logei

3.3 Роль последовательностей lux-боксов в последовательной активации промоторов PluxI и PluxCDABEG

3.4 Влияние белка LitR на экспрессию генов lux оперона

3.5 АИ-зависимая репрессия гена luxRl A. logei

3.6 Влияние уровня экспрессии регуляторных генов luxR, luxRl и luxR2 на

чувствительность клеток к АИ

ГЛАВА 4 ОБСУЖДЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

QS - Quorum Sensing, FMN - флавинмононуклеотид, FMNH2 - восстановленный FMN, ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота, РНК - рибонуклеиновая кислота, мРНК - матричная РНК, рРНК - рибосомальная РНК, CRP - белок-репрессор, AHL - ацил-Ь-гомосерин лактоны, АИ - аутоиндуктор, АИ-2 - аутоиндуктор второго типа, 3OC6-HSL - №(3-оксогексаноил)-лактон L-гомосерина, PDB:X - ссылка на запись Х в базе ProteinDataBank (URL:https://www.rcsb.org/) с опубликованной структурой белка,

ВКПМ - Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов, ИПТГ - изопропил^-О-тиогалактопиранозид, ПЦР - полимеразная цепная реакция, ОТ-ПЦР - ПЦР с обратной транскрипцией,

OD600 - оптическая плотность раствора/суспензии при длине волны 600 нм.

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «LuxI/LuxR «quorum sensing» системы бактерий рода Aliivibrio»

Актуальность темы

Биолюминесценция широко представлена в мировом океане бактериями семейства Vibrionaceae (Urbanczyk et al., 2007, 2008). Некоторые виды способны к регуляции люминесценции по механизму Quorum Sensing (QS). Данный механизм позволяет координировать экспрессию отдельных генов и оперонов внутри популяции в зависимости от её плотности (Bassler, 1999). QS регуляция реализуется за счёт обмена низкомолекулярными сигнальными соединениями, называемыми аутоиндукторами. Впервые данная система была описана у бактерий вида Aliivibrio fischeri, у которых основным регулятором является белок LuxR, индуцирующий транскрипцию кассеты генов luxICDABEG в присутствии аутоиндуктора в концентрациях выше критической (Nealson et al., 1970; Engebrecht et al., 1983). Гены luxCDABEG отвечают за люминесценцию клеток, а ген luxI — за синтез аутоиндуктора. Таким образом, реализуется положительная обратная связь по аутоиндуктору.

С развитием арктических технологий и освоением северных морей возрастает интерес к адаптационным механизмам холодолюбивых микроорганизмов. К настоящему времени экологическая ниша люминесцентных бактерий в студёных северных морях изучена слабо. В настоящей работе исследуется распространённость бактерий, Aliivibrio logei обладающих QS регуляцией люминесценции, в акваториях Берингова и Охотского морей.

Архитектура lux-оперона у близкородственных психрофильных бактерий A. logei (симбионта кальмаров и представителя нормальной микрофлоры кишечника рыб) и Aliivibrio salmonicida (возбудителя холодового вибриоза сёмги) значительно отличается от таковой у бактерий мезофильного вида A. fischeri: ген luxI и кассета luxCDABEG

транскрибируется с отдельных промоторов и регулируется двумя гомологами ЬихЯ (Е1ёор1ав118 et а1., 1999; МапикИоу et а1., 2011). Регуляторные РБ системы отвечают не только за биолюминесценцию, но и экспрессию ряда вирулентных факторов (образование биоплёнок, колонизацию, подвижность) и являются объектом пристального внимания исследователей в мире. До настоящей работы был неизвестен механизм взаимодействия РБ систем Ьих1/ЬихЯ и АтБ/АтЯ типа. Так же неизвестна была роль разделения регуляции 1их1 и luxCDABE генов психрофильных бактерий рода АИМЬпо.

Цельноклеточные биосенсоры с генами бактериальных 1их оперонов широко применяются для исследования токсических свойств различных сред и отдельных химических компонентов. Разработка аналогичных технологий для экспресс-детектирования присутствия бактерий, обладающих РБ регуляцией, (например, А. salmonicida) может быть актуальна для сельхоз промышленности. Разработанный в данной работе высокочувствительный цельноклеточный биосенсор позволяет детектировать К-(3-оксогексаноил)-лактон Ь-гомосерина в концентрациях от 0,1 нМ, являющегося сигнальным веществом у бактерий рода АИМЬпо. Цель и задачи исследований

Основной целью диссертационного исследования является определение основных параметров работы Ьих1/ЬихЯ РБ системы психрофильных люминесцирующих бактерий А. logei, обладающих двумя регуляторными генами: 1ихШ и 1ихЯ2, — и разделенными опероном luxCDABEG и геном 1их1.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи: - провести сбор образцов люминесцентной микрофлоры кишечника морских рыб в акваториях Берингова и Охотского морей в зимний и летний сезоны для установления распространенности исследуемого вида бактерий и расширения числа объектов исследования;

- определить зависимость скорости синтеза АИ и уровня люминесценции клеток A. logei в различных фазах роста культуры и при различных концентрациях АИ;

- сконструировать цельноклеточные lux-биосенсоры на основе клеток E. coli, уровень люминесценции которых будет регулироваться промоторами генов luxR1 или luxR2 психрофильных бактерий A. logei или luxR мезофильных A. fischeri и исследовать АИ-зависимую регуляцию транскрипции генов luxR, luxR1 и luxR2 в клетках E. coli;

- определить уровень экспрессии генов luxR1, luxR2, luxI и luxB в клетках A. logei с помощью ОТ-ПЦР при различных концентрациях АИ в среде;

- с использованием цельноклеточных биосенсоров на основе клеток E. coli исследовать влияние уровня экспрессии luxR-генов на чувствительность клеток к АИ;

- клонировать ген litR A. logei под контролем Plac и определить влияние белка LitR на экспрессию генов luxI/R QS системы клеток A. logei;

- сконструировать ряд биосенсорных плазмид, содержащих различные варианты сайтов связывания регуляторных белков LuxR-семейства (lux-бокс), и определить роль последовательности lux-боксов в наблюдаемых различиях регуляции промоторов генов luxI и luxCDABEG;

- на основе полученных результатов создать модель регуляции QS системы A. logei.

Научная новизна работы

В рамках настоящей диссертационной работы была проведена проверка ряда ранее высказанных гипотез, представленных в диссертации Коноплевой М.Н. (Коноплева, 2016), а также рассмотрены ранее неизученные аспекты регуляции люминесценции бактерий рода Aliivibrio, в частности A. logei, обладающих двумя регуляторными генами luxR1 и luxR2.

Прежде всего, была подтверждена гипотеза о сезонной зависимости заселенности кишечников морских рыб бактериями данного вида в акваториях Берингова и Охотского морей. Также было подтверждено предположение о влиянии последовательностей сайтов связывания LuxR-белков на чувствительность промоторов генов luxCDABEG и luxI к АИ.

Впервые была исследована работа QS системы первого типа A. logei с помощью ОТ-ПЦР и были определены уровни экспрессии luxR-генов. В гетерологичной системе клеток E. coli была продемонстрирована связь уровня экспрессии luxR-генов с чувствительностью всей QS системы к АИ.

Впервые было исследовано влияние гена litR на работу luxI/R QS системы A. logei, и, соответственно, определена связь между QS системами luxI/R, luxS/PQ и ainS/R в клетках A. logei. Ранее роль этого гена была описана только для QS системы первого типа A. fischeri, обладающей всего одним регуляторным геном luxR и транскрипционно слитыми генами luxICDABEG. До сегодняшнего дня аналогичных исследований с более сложно устроенной QS системой психрофильных бактерий не проводилось.

Теоретическая и практическая значимость исследования

Теоретическая ценность работы заключается в углублении понимания процессов работы QS систем у психрофильных морских бактерий. QS системы, обладающие двумя гомологичными регуляторами luxRl и luxR2 и отдельно друг от друга транскрибируемыми генами luxCDABEG и luxI, имеют двухэтапный характер регуляции с последовательной индукцией синтеза АИ и люминесценции. Кроме того, другие QS системы могут регулировать экспрессию luxCDABEG и luxI напрямую с помощью белка LitR.

Исследование экологической ниши занимаемой психрофильными бактериями с двухэтапной LuxI/LuxR QS системой показали, что наблюдается сезонная сменяемость A. logei с родственными бактериями семейства Vibrionaceae Photobacterium phosphoreum так, что бактерии с

двухэтапной системой приобретают преимущество при заселении кишечников рыб в зимний период.

Полученные результаты повышения чувствительности клеток к АИ в условиях увеличенной экспрессии регуляторного гена дают основу для разработки более чувствительных к АИ цельноклеточных бактериальных биосенсоров, которые определяют практическую значимость работы. Метод детекции ЗОСб-ИБЬ с использованием разработанного биосенсора превосходит по чувствительности метод тандемной ВЭЖХ/масс-спектрометрии почти в 100 раз.

Положения, выносимые на защиту

1) В акваториях Берингова и Охотского морей в составе микрофлоры кишечников рыб широко распространены светящиеся виды бактерий. При этом наблюдается сезонная зависимость видового состава люминесцентной микрофлоры: в летний период преобладают бактерии вида P. phosphoreum, в зимний — A. logei.

2) В клетках A. logei Ьих1/ЬихЯ РБ система имеет двухэтапный характер регуляции. На ранних этапах при концентрациях АИ от 1 нМ до 1 мкМ наблюдается активация экспрессии гена luxI и синтеза АИ, при концентрациях АИ свыше 1 мкМ активируется экспрессия генов luxCDABEG и начинает нарастать люминесценция. Параметры данных промоторов значительно зависят от последовательностей ^-боксов в них.

3) Промотор регуляторного гена luxR1 A. logei в присутствии в клетке обоих регуляторных генов luxR1 и luxR2 подвержен репрессии при высоких концентрациях АИ в среде.

4) Белок ЬйЯ положительно регулирует экспрессию генов luxI и luxCDABEG бактерий A. fischeri, A. logei и A. salmonicida.

5) Уровень экспрессии генов luxR1 и luxR2 A. logei и luxR A. fischeri значительно влияет на чувствительность ЬихТ/ЬихЯ РБ системы к АИ.

Глава 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Экология психрофильных морских люминесцирующих бактерий

Люминесценция присуща большому разнообразию живых организмов. Однако среди морских люминесцирующих бактерий большинство относится только к родам Vibrio, Aliivibrio и Photobacterium (семейство Vibrionaceae) (Urbanczyk et al., 2007, 2008). При этом разные виды приспособлены к обитанию при различных температурах. Так Vibrio harveyi, обитает в богатых органикой теплых морях и образует в результате высокой плотности люминесцирующей культуры в поверхностных слоях морской воды, так называемые «молочные моря» (Nealson and Hastings, 2006). С увеличением глубины обитания происходит изменение температуры (на глубине 200 м и ниже температура ниже 15°С) и меняется видовой состав люминесцирующей микрофлоры с мезофильных видов V. harveyi группы (Deming, 2002; D'Amico et al., 2006) на психрофильные, такие как P. phosphoreum.

Роль Vibrionaceae в мутуалистических отношениях в световых органах морских беспозвоночных и рыб обычно относительно хорошо описывается в рамках обмена контролируемой люминесценции на питательные вещества. Симбиотические бактерии A. fischeri и A. logei распространяются их партнерскими видами, такими как гигантские кальмары Eupriymna scolopes и Sepiola robusta (Jones et al., 2007). Бактерии комменсалы попадают в кишечник морского зоопланктона и рыб после проглатывания в качестве биолюминесцентных приманок (Zarubin et al., 2012). Светящиеся бактерии составляют часть нормальной микробиоты кишечника рыб и морских беспозвоночных, однако, биологическая роль кишечных люминесцентных бактерий, остается неясной (Ruby et al., 2005; Blaut and Clavel, 2007). Была выдвинута гипотеза, что эти бактерии могут предотвращать колонизацию

хозяина патогенами в ходе конкурентного исключения (Fjellheim et al., 2007). Среди других функций, приписываемых этим комменсалам, включая виды вибрионов, есть определенный вклад в пищеварительные процессы путем секреции микробных хитиназ (Hunt et al., 2008). Следует отметить, что деление люминесцирующих бактерий на симбионтов и свободноживущих довольно условно, т.к. и те, и другие могут обитать в воде/бентосе или заселять кишечник рыб и морских беспозвоночных. Тем не менее, можно говорить о разделении морских люминесцирующих бактерий по трём преимущественно занимаемым нишам: Photobacterium -свободноживущие, Vibrio - комменсалы и Aliivibrio - симбионты.

Внутри каждого рода в процессе эволюции произошло разделение на мезофильные и психрофильные, что необходимо для расширения ареала обитания. Поскольку, верхние слои холодноводных морей Арктики представляют собой оптимальные места обитания для психрофильных бактерий таких как A. logei и P. phosphoreum (Хрульнова и др., 2010, 2012; Алескерова и др., 2014), вполне вероятно, что сезонные изменения температуры и естественной освещенности поверхностных вод влияют на состав резидентной люминесцентной микрофлоры. Средняя температура воды в прибрежной зоне Берингова и Охотского морей может колебаться от -2°С до +16°С, в зависимости от времени года (esimo.ru). В работе (Коноплёва и др., 2015) сообщалось о различии состава люминесцентной микрофлоры кишечника рыб, собранных в Беринговом и Охотском морях зимой 2010 г. и летом 2014 г. Такая смена одного вида другим (в 2010 г. A. logei в кишечнике тех же видов рыб в 2014 г. сменился на P. phosphoreum) может происходить как в результате ежесезонного видозамещения, так и в результате сукцессии т. е. смене одного вида другим в конкретной экологической нише.

В настоящей работе проверена гипотеза о сезонных изменениях люминесцентной микрофлоры кишечника рыб, обитающих в Беринговом и

Охотском морях. Были проведены дополнительные сборы образцов (два летних и два зимних) и проведен анализ видового состава светящейся микрофлоры кишечника рыб студёных морей.

1.2 Люминесценция бактерий определяется генами /мх-оперона

1.2.1 Гены /мх-регулонов

Для появления способности бактерии к биолюминесценции, как правило, ей достаточно иметь в своём геноме пять генов luxCDABE. Эти гены в бактериях собраны в оперон (называемый lux-оперон) и экспрессируются с одной мРНК (Engebrecht et al., 1983; Meighen, 1988). В составе lux-оперона зачастую встречаются дополнительные гены, способствующие люминесценции: luxI, luxF, luxG или luxH (Engebrecht and Silverman, 1984; Soly et al., 1988; E Swartzman et al., 1990; Illarrionov et al., 1990). Гены, участвующие в регуляции экспрессии люминесценции, такие как luxR, luxO, luxN, luxM, luxL, luxS, luxP и другие (Engebrecht and Silverman, 1984; Bassler et al., 1993, 1994) экспрессируются со своих собственных промоторов и входят в состав так называемого lux-регулона. Регуляторные гены расположены в разных локусах бактериальной хромосомы и помимо lux-оперона участвуют в регуляции других генов (Bassler, 1999). Лишь регуляторные luxR гены расположены всегда в непосредственной близости от основного luxCDABE оперона. На рисунке 1 представлены карты локусов с lux-оперонами и расположенными рядом с ними регуляторными luxR генами.

■ luxK

л

Л-fischen -( luxR I——I—I luxl luxC, X^D^H hi-^ У\ h<xB У\ luxE У\ luxG У-

Р/шД/ P/ur CDABEG ^¡uxS2 P heel

A. logei -(luxRl

luxC >| hixD)\ hixA luxE^hixG ~)-(TuxR2 Р~Ч luxl )—

A. salmonicida -( JuxRl H-Ц luxC ^йхРУ\ hixAhixB ^hixE^luxG IuxR2 P~4 luxl )—

V. harveyi

luxC У\ /,7л:Д">| hixA >[7н^Г>| luxE У\ luxG >j htxlT)-

P. luminescnens

luxC У\ hixßy-'i^fiiixA У\ luxB luxE

P. phosphoreum

luxC, >]/,ул1Г>| hixA y{luxB У\ luxF^>\ luxE )>-

Рисунок 1 Структурная организация бактериальных /ux-оперонов A. fischeri (MJ-1 и ATCC7744), A. /ogei (Kchl и BM1), A. sa/monicida (ATCC 43839), V. harveyi (B392), Photorhabdus /uminescens (ATCC 29999), P. phosphoreum (NCMB844). eric - enterobacterial repetitive intergenic consensus. (Engebrecht and Silverman, 1984; Mancini et a/., 1988; LEE et a/., 1991; Meighen, 1991; Zavilgelsky et a/., 2002; Manukhov et a/., 2011)

Гены luxAB определяют синтез а- и ß- субъединиц люциферазы. а- и ß-субъединицы образуют гетеродимеры и катализируют окисление длинноцепочечного альдегида (RCHO) и восстановленного флавинмононуклеотида (FMNH2) молекулярным кислородом (Meighen, 1991; Baldwin et aL, 1995; Tu and Mager, 1995; Winson et aL, 1998).

FMNH2 + RCHO + O2 ^ FMN + H2O + RCOOH + hv (490 нм) Реакция сопровождается высвечиванием кванта сине-зеленого света (490 нм).

Гены /uxCDE определяют синтез редуктазы жирной кислоты, состоящей из трех различных субъединиц и ведущей восстановление жирной кислоты до альдегида (тетрадеканаль), являющегося субстратом

люциферазы. LuxG является NADH-FMN редуктазой, которая ускоряет восстановление флавина, окисленного в люминесцентной реакции (Nijvipakul et al., 2008). LuxF связывается с миристил-флавинмононуклеотидом (производная флавина, побочный продукт биолюминесцентной реакции) и предотвращает ингибирование им люциферазы (Bergner et al., 2015). LuxH является гомологом белка RibG, являющегося 3,4-дигидрокси-2-бутанон 4-фосфат синтетазой, и, предположительно, участвует в биосинтезе рибофлавина (Richter et al., 1992; O'Grady and Wimpee, 2008). Белок LuxI - ацил-гомосерин-лактон-синтаза, ведущая синтез ацильного производного лактона L-гомосерина (N-AHL), N-(З-оксогексаноил)-лактон L-гомосерина (3OC6-HSL), используя для этой цели в качестве субстратов S-аденозилметионин и 3-оксогексаноил кофермента А (CoA) (Eberhard et al., 1981; Schaefer et al., 1996). Продукт реакции, низкомолекулярное вещество 3OC6-HSL, является аутоиндуктором (АИ) и играет ключевую роль в коммуникации между бактериями, т.к. свободно диффундирует через клеточные мембраны (Eberhard et al., 1981). Белок LuxR - регулятор (активатор) транскрипции, обеспечивающий АИ-зависимую индукцию генов luxICDABEG (Fuqua et al., 1994) и генов qsrP, acfA и ribG (Qin et al., 2007).

1.2.2 Филогения люминесцентных бактерий и /uxCDABE генов

В работе 2008 года (Urbanczyk et al., 2008) было показано, что филогения lux-оперонов не всегда совпадает с филогенией организмов хозяев (рисунок 2). Такой эффект объясняется сравнительно частым в процессе эволюции горизонтальным переносом lux-генов от одного вида морских бактерий к другому.

Позднее с появлением большого количества аннотированных полногеномных последовательностей стало понятно, что распространение lux-генов шире, чем предполагалось изначально и не все бактерии, несущие lux-гены способны к биолюминесценции. Регуляторные гены, относящиеся к

quorum sensing системам могут использоваться клеткой для регуляции других, не относящихся к люминесценции оперонов, требующих зависимости экспрессии от плотности популяции. Но как оказалось и наличие структурных генов не всегда позволяет люминесцировать клеткам. К таким криптическим lux-оперонам относится, например, оперон A. salmonicida (Fidopiastis et al., 1999). Для lux-оперона A. salmonicida в работе (Manukhov et al., 2011) показано, что короткая делеция в N-концевой области гена luxD приводит к недостатку субстрата люциферазной реакции.

Зачастую в геномах микроорганизмов встречаются неполные lux-опероны. Как правило, такие микроорганизмы, несущие в геноме последовательность тех или иных структурных генов lux-оперона, не способны к биолюминесценции. Ключевой для биолюминесценции является а-субъединица люциферазы, которая кодируется luxA геном. В работе (Vannier et al., 2020) проиллюстрировано соответствие филогении luxA генов и состава lux-оперонов (рисунок 3). Как видно из приведённых данных имеется некоторое количество консервативных lux-оперонов, встречающихся в различных видах бактерий, с различными комбинациями lux-генов, в том числе и не содержащими критические для биолюминесценции гены такие как luxB или luxE.

100

100

78

85

69

- Photorhabdus luminescent subsp. laumondii TTOI

■-Shewanella hanedai ATCC 33224 r

Topi s. woodyi ATCC 5190S r

i— Photobacterium damselae ATCC 33539T 100 L. P- damselae BT-6

P. kishitanii ATCC BAA-1194'

P. iliopiscarium ATCC 51760T P. phosphoreum ATCC 1I040T P. angustum ATCC 2591ST P. mandapamensis ajapo.4.20 P. leiognathi lunch. 13.1 ' P. leiognathi ATCC 25521T 65L P. mandapamensis ATCC 2756IT Alimbrio fischeri ATCC 77441 I ()() A. fischcri KS114

A. wodanis ATCC BAA-1047 A. logei ATCC 29985 ' 100 е™ л. salmonicida ATCC 438391

Vibrio diazotrophicus ATCC 33466T V. hispanicus LMG 13240T — V. ichthyoenteri ATCC 700023T

I-V. pacinii LMG 19999T

rl I-V. aestuarianus ATCC 35048T

Ч г V. anguiltarum ATCC 19264T 7lT~f- V. ordalii ATCC 33509T

V. proteolytics ATCC 15338T V. fiuvialis ATCC 33809T V. Jumissii ATCC 35016T

V. mimicus ATCC 33653T V. cholerae manz.1.1 V. cholerae ATCC 14035T К cholerae N16961 V. cholerae ATCC 14547 V. cholerae manz.1.2 V. navarrensis ATCC 51183T г V. vulnificus SPRC10143 V. vulnificus C7184 V. vulnificus CMCP6 V. vulnificus YJ016 V. vulnificus EN VI V. vulnificus 300 1C1 V. vulnificus 301 1 Al V. vulnificus ATCC 27562T V. vulnificus 395R V. vulnificus WL1 . V. vulnificus SSI08C-5C1 V. mediterranei ATCC 433411 V. shilonii ATCC BAA-91T

V. cyclitrophicus ATCC 700982T V. lenlus LMG 21034T V. splendidus ATCC 33125T V. pomeroyi LMG 20537T V. kanaloae LMG 205391' ■ V. tasmaniensis LMG 20012T Wr- V. fortis LMG 21557T П— V. pelagius ATCC 25916T Я i— V. chagasii 21 N-l 2 •--Ир V. chagasii LMG 21353T 1U01L V. chagasii SB-52

I V. chagasii LMG 13219 I V. chagasii LMG 13237 V. orientalis ATCC 339341 brasiliensis LMG 20546T V. tubiashii ATCC 19109T lOOr V. coralliilylicus ATCC BAA-4507 Г^- V. neptunius LMG 20536T

h-V. nereis ATCC 25917T

'—I.' xuii LMG 21346T V.sp. BB120

•ampbellii ATCC 25920T haneyi ATCC I4126T 971— V. rotiferianus LMG 2I460T J— V. natriegens ATCC 14048T

V. parahaemolyticus ATCC 17802T V. mytili ATCC 51288T V. alginolyticus ATCC 17749T V. diabolicus 1 МП 19805T

100

741-I

Пг— V.b, ¡8 "- V.

50 changes

D

Photorhabdus luminescens subsp. laumondii TTOI

Uncultured Kryptophanaron alfredi s\ mbiont — Photobacterium kishitanii ATCC BAA-11941—.

P. phosphoreum ATCC 110401_Г

P. mandapamensis ATCC 275611 I P. mandapamensis ajapoA. 20 (lux-rib,)-! P. leiognathi ATCC 25521T P. leiognathi InuchAiA (lux-rib^)J]00

P. damselae BT-6 P. leiognathi InuchASA (lux-P. mandapamensis ajapo.4.2d (lux-

Alimbrio fischeri ATCC 7744T A. fischeri ESI 14

Shewanella woodyi ATCC 51908T-[93

S. hanedai ATCC 33224T

A. logei ATCC 29985 '

A. salmonicida ATCC 43839T.

I Ibrio cholerae ATCC 14547 .

V. cholerae manz.1.11 V. cholerae manz.1.2 J 94

V. splendidus ATCC 33125т -ЦОО V. chagasii SB-52 —'

V. orientalis ATCC 33934T-

V. vulnificus VVL1—j V.sp. BB120-, Ь

chagasii •yi atcc 14126'-Iso

V.

V. harvey

■ 100 changes

Рисунок 2 Филогенетическое дерево, основанное на последовательности трёх Ьошекеер^-генов %угВ, ругН, гесА (А) и /мх-генов (В). Люминесцентные таксоны

отмечены жирным шрифтом. (Urbanczyk et al., 2008)

Рисунок 3 Разнообразие lwx-оперонов по сравнению с филогенией LuxA (Vannier et al., 2020). Цветные рамки показывают различные группы бактерий: гаммапротеобактерии в красном цвете, дельтапротеобактерии в синем, спирохеты в зеленом и актинобактерии

желтого цвета. Rhizobacter рассматривается здесь как Gammaproteobacteria в соответствии с недавней стандартизированной бактериальной таксономией (Parks et al.,

2018)

1.3 QS системы LuxI/LuxR типа бактерий рода Aliivibrio 1.3.1 Аутоиндукторы первого типа и их взаимодействие с LuxR-подобными белками

Вместе, гены luxI и luxR образуют QS систему, позволяющую бактериям синхронизовать регуляцию транскрипции ряда генов внутри популяции в зависимости от ее плотности. Ацильное производное лактона L-гомосерина (AHL), К-(3-оксогексаноил)-лактон L-гомосерина (рисунок 4) является аутоиндуктором (АИ) и играет ключевую роль в коммуникации между бактериями, т. к. свободно диффундирует через клеточные мембраны (Eberhard et al., 1981).

Рисунок 4 Структура АИ A. fischeri, #-^3-оксогексаноил)-лактон L-гомосерина. (Eberhard

et al., 1981)

У грамотрицательных бактерий AHL являются наиболее распространенным классом аутоиндукторов. Они имеют основу N-ацилированное гомосерин-лактоновое кольцо и 4-18 углеродную ацильную цепь, которая может содержать модификации (Galloway et al., 2011).

К настоящему времени известно большое количество различных низкомолекулярных соединений — аутоиндукторов, играющих роль своеобразного химического языка бактерий (Papenfort and Bassler, 2016). На рисунке 5 приведены ацильные производные лактона L-гомосерина (т.н. АИ первого типа) и их рецепторы - белки LuxR-семейства.

Рисунок 5 QS синтазы, аутоиндукторы I типа и рецепторы, продуцируемые различными

грамотрицательными бактериями. Показаны структуры различных аутоиндукторов вместе с соответствующими им синтазами (синими) и рецепторами (транскрипционные факторы - зеленые и розовые овалы, трансмембранный рецептор LuxN - оранжевой

схемой) (Papenfort and Bassler, 2016)

LuxR A. fischeri состоит из 250 аминокислотных остатков, образующих два домена: С-домен (аминокислоты от 162 до 250) определяет связь с ДНК, а N-домен (1-160 аминокислоты) определяет связь белка с сигнальной молекулой АИ (Choi and Greenberg, 1991; Egland and Greenberg, 2000). При этом N-домен взаимодействует с АИ с высокой специфичностью (Chai and Winans, 2004).

В работах (Завильгельский и Манухов, 1994; Manukhov et al., 2010; Мелькина и др., 2010) показано, что для фолдинга N -домена белка LuxR необходимо наличие шаперона GroEL/ES, а протеаза lon осуществляет негативную регуляцию, драматически снижая количество активного LuxR в клетке. При этом С-домен LuxR не подвержен влиянию данных шаперонов и протеаз. Точечные мутации в N-домене LuxR белка меняют специфичность его к различным АИ (Collins et al., 2005, 2006). LuxR белок в виде димера связывает две молекулы АИ и садится на ДНК в сайте, называемом lux-бокс (Choi and Greenberg, 1992).

Для некоторых гомологов белка LuxR получены структуры. Регулирующий конъюгативный перенос Ti-плазмиды у бактерий Agrobacterium tumefaciens TraR-белок кристаллизован в комплексе с АИ, PDB:1L3L (Vannini et al., 2002; Zhang et al., 2002) (рисунок 6). Регулятор QscR из Pseudomonas aeruginosa так же кристаллизован в связанном с АИ состоянии, PDB: 3SZT (Lintz et al., 2011). Белок CviR из Chromobacterium violaceum, связанный с ингибитором - хлоролактоном (Chen et al., 2011), PDB:3QP5.

Рисунок 6 Структура белка TraR - регулирующего конъюгативный перенос Ti-плазмид у бактерий A. tumefaciens. Стрелками показано положение АИ. (Papenfort and Bassler, 2016)

Структурный анализ гомологов LuxR в комплексе в соответствующими аутоиндукторами, подтверждает их доменную организацию и позволяет точнее определить сайт связывания белка с АИ.

При связывании белка LuxR с АИ он способен образовывать комплекс c lux-боксом, представляющим собой инвертированный повтор из 20 н.п. (Devine et al., 1989), в области промотора Piuxicdabeg A. fischeri на расстоянии -42,5 от начала транскрипции. Расстояние -42,5 для lux-бокса критично, т. к. его увеличение до -47,5, -52,5 и - 62,5 снимает полностью эффект автоиндукции транскрипции (Egland and Greenberg, 2001).

1.3.2 LuxI/LuxR -зависимая регуляция биолюминесценции у морских бактерий A. fischeri

Первой описанной QS системой была LuxI/LuxR система морских бактерий Aliivibrio (ранее Vibrio) fischeri, которая к настоящему моменту уже достаточно подробно изучена (Nealson et al., 1970; Eberhard, 1972; Ulitzur and Dunlap, 1995; Ulitzur, 1998; Zavilgelsky and Manukhov, 2001; Nealson and

Hastings, 2006). Благодаря этой системе клетки A. fischeri регулируют интенсивность биолюминесценции в зависимости от плотности популяции: при малых концентрациях свечения клеток отсутствует (лаг-период) и резко усиливается при достижении популяцией критической плотности. По названию ключевых регуляторных генов lux-оперона A. fischeri lux! и luxR (рисунок 7) в настоящее время все подобные по механизму регуляции системы относят к типу Luxl/LuxR (Fuqua et al., 1994, 1996).

В морской воде плотность клеток A. fischeri обычно не превышает 100 клеток в миллилитре, и они не светятся (Lee and Ruby, 1992). Но при

п

достижении популяцией высоких плотностей (выше 10 клеток/мл), что происходит при росте культуры в богатых лабораторных средах или в светящихся органах (фотофорах) у различных морских животных, рыб, головоногих моллюсков и др. (преимущественно, распространенность A. fischeri сопряжена с ареалом кальмаров вида E. scolopes), в среде накапливается достаточная концентрация АИ, начинается экспрессия генов lux-оперона и резко возрастает люминесценция. Хорошо изучены симбиотические отношения бактерий A. fischeri с кальмарами вида E. scolopes, обитающих в окрестности Гавайских островов, в которых важную роль играют QS регуляция (Verma and Miyashiro, 2013; Tischler et al., 2019) и способность бактериальных клеток к свечению (Bose et al., 2008). Свечение ночных животных головоногих моллюсков E. scolopes обеспечивает им сравнительную безопасность, маскируя тень кальмара и предохраняя от атаки хищников снизу (Ruby and McFall-Ngai, 1992).

На рисунке 7 приведена схема QS регуляции lux-оперона A. fischeri luxRICDABEG.

LuxR

Рисунок 7 Quorum sensing регуляция экспрессии генов lux-оперона морских бактерий

A. fischeri

LuxR связывается с молекулой АИ, образуется димер комплексов LuxR-АИ, связывается с lux-бокс последовательностью в промоторной области оперона и активирует транскрипцию генов luxCDABEG, тем самым увеличивая скорость наработки АИ и усиливая люминесценцию (Bassler, 1999).

Известно, что luxR A. fischeri характеризуется подавлением собственной транскрипции (отрицательной обратной связью) в условиях высоких концентраций АИ в среде и белка LuxR в клетке (Shadel and Baldwin, 1991). В настоящей работе было исследовано наличие отрицательной обратной связи для генов luxRl и luxR2 в клетках A. logei.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Баженов Сергей Владимирович, 2020 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Adar Y. Y., Simaan M. and Ulitzur S. 'Formation of the LuxR protein in the Vibrio fischeri lux system is controlled by HtpR through the GroESL proteins'// Journal of Bacteriology. 1992. 174(22). pp. 7138-7143. doi: 10.1128/jb.174.22.7138-7143.1992.

Ali S. S., Xia B., Liu J. and Navarre W. W. 'Silencing of foreign DNA in bacteria'// Current Opinion in Microbiology. Elsevier Current Trends. 2012. pp. 175-181. doi: 10.1016/j.mib.2011.12.014.

Antunes L. C. M., Ferreira R. B. R., Lostroh C. P. and Greenberg E. P. 'A mutational analysis defines Vibrio fischeri LuxR binding sites'// Journal of Bacteriology. 2008. 190(13). pp. 4392-4397. doi: 10.1128/JB.01443-07.

Azam T. A. and Ishihama A. 'Twelve species of the nucleoid-associated protein from Escherichia coli. Sequence recognition specificity and DNA binding affinity'// Journal of Biological Chemistry. 1999. 274(46). pp. 33105-33113. doi: 10.1074/jbc.274.46.33105.

Baldwin T. O., Christopher J. A., Raushel F. M., Sinclair J. F., Ziegler M. M., Fisher A. J. and Rayment I. 'Structure of bacterial luciferase'// Current Opinion in Structural Biology. 1995. 5(6). pp. 798-809. doi: 10.1016/0959-440X(95)80014-X.

Ball A. S., Chaparian R. R. and van Kessel J. C. 'Quorum sensing gene regulation by LuxR/HapR master regulators in vibrios'// Journal of Bacteriology. 2017. 199(19). doi: 10.1128/JB.00105-17.

Ball A. S. and van Kessel J. C. 'The master quorum-sensing regulators LuxR/HapR directly interact with the alpha subunit of RNA polymerase to drive transcription activation in Vibrio harveyi and Vibrio cholerae'// Molecular Microbiology. 2019. 111(5). pp. 1317-1334. doi: 10.1111/mmi.14223.

Bang S. S., Baumann P. and Nealson K. H. 'Phenotypic characterization of Photobacterium logei (sp. nov.), a species related to P. fischeri'// Current

Microbiology. 1978. 1(5). pp. 285-288. doi: 10.1007/BF02601683.

Bassler B. L., Wright M., Showalter R. E. and Silverman M. R. 'Intercellular signalling in Vibrio harveyi: sequence and function of genes regulating expression of luminescence'// Molecular Microbiology. 1993. 9(4). pp. 773-786. doi: 10.1111/j.1365-2958.1993.tb01737.x.

Bassler B. L. 'How bacteria talk to each other: Regulation of gene expression by quorum sensing'// Current Opinion in Microbiology. Current Biology Ltd. 1999. pp. 582-587. doi: 10.1016/S1369-5274(99)00025-9.

Bassler B. L., Wright M. and Silverman M. R. 'Sequence and function of LuxO, a negative regulator of luminescence in Vibrio harveyi'// Molecular Microbiology. 1994. 12(3). pp. 403-412. doi: 10.1111/j.1365-2958.1994.tb01029.x.

Bechor O., Smulski D. R., Van Dyk T. K., LaRossa R. A. and Belkin S. 'Recombinant microorganisms as environmental biosensors: Pollutants detection by Escherichia coli bearing fabA'::lux fusions'// Journal of Biotechnology. 2002. 94(1). pp. 125-132. doi: 10.1016/S0168-1656(01)00423-0.

Bergner T., Tabib C. R., Winkler A., Stipsits S., Kayer H., Lee J., Malthouse J. P., Mayhew S., Müller F., Gruber K. and Macheroux P. 'Structural and biochemical properties of LuxF from Photobacterium leiognathf// Biochimica et Biophysica Acta - Proteins and Proteomics. 2015. 1854(10). pp. 1466-1475. doi: 10.1016/j.bbapap.2015.07.008.

Bertani I., Rampioni G., Leoni L. and Venturi V. 'The Pseudomonas putida Lon protease is involved in N-acyl homoserine lactone quorum sensing regulation'// BMC Microbiology. 2007. 7(1). p. 71. doi: 10.1186/1471-2180-7-71.

Bjelland A. M., S0rum H., Tegegne D. A., Winther-Larsen H. C., Willassen N. P. and Hansen H. 'LitR of Vibrio salmonicida is a salinity-sensitive quorum-sensing regulator of phenotypes involved in host interactions and virulence'// Infection and Immunity. 2012. 80(5). pp. 1681-1689. doi: 10.1128/IAI.06038-11.

Blaut M. and Clavel T. 'Metabolic diversity of the intestinal microbiota:

implications for health and disease'// in Journal of Nutrition. American Institute of Nutrition. 2007. doi: 10.1093/jn/137.3.751s.

Boettcher K. J., Ruby E. G. and McFall-Ngai M. J. 'Bioluminescence in the symbiotic squid Euprymna scolopes is controlled by a daily biological rhythm'// Journal of Comparative Physiology - A Sensory, Neural, and Behavioral Physiology. 1996. 179(1). pp. 65-73. doi: 10.1007/BF00193435.

Bose J. L., Kim U., Bartkowski W., Gunsalus R. P., Overley A. M., Lyell N. L., Visick K. L. and Stabb E. V. 'Bioluminescence in Vibrio fischeri is controlled by the redox-responsive regulator ArcA'// Molecular Microbiology. 2007. 65(2). pp. 538-553. doi: 10.1111/j.1365-2958.2007.05809.x.

Bose J. L., Rosenberg C. S. and Stabb E. V. 'Effects of luxCDABEG induction in Vibrio fischeri: Enhancement of symbiotic colonization and conditional attenuation of growth in culture'// Archives of Microbiology. 2008. doi: 10.1007/s00203-008-0387-1.

Bouffartigues E., Buckle M., Badaut C., Travers A. and Rimsky S. 'H-NS cooperative binding to high-affinity sites in a regulatory element results in transcriptional silencing'// Nature Structural and Molecular Biology. 2007. 14(5). pp. 441-448. doi: 10.1038/nsmb1233.

Browning D., Lee D., Green J. and Busby S. 'Secrets of bacterial transcription initiation taught by the Escherichia coli FNR protein'// in Hodgson, D. and Thomas, C. (eds) Signals, switches, regulons, and cascades: control of bacterial gene expression. Cambridge, United Kingdom: Cambridge University Press. 2002. pp. 127-142.

Chai Y. and Winans S. C. 'Site-directed mutagenesis of a LuxR-type quorum-sensing transcription factor: alteration of autoinducer specificity'// Molecular Microbiology. 2004. 51(3). pp. 765-776. doi: 10.1046/j.1365-2958.2003.03857.x.

Chang A. C. and Cohen S. N. 'Construction and characterization of amplifiable multicopy DNA cloning vehicles derived from the P15A cryptic

miniplasmid'// Journal of Bacteriology. 1978. 134(3).

Chen G., Swem L. R., Swem D. L., Stauff D. L., O'Loughlin C. T., Jeffrey P. D., Bassler B. L. and Hughson F. M. 'A strategy for antagonizing Quorum Sensing'// Molecular Cell. 2011. 42(2). pp. 199-209. doi: 10.1016/j.molcel.2011.04.003.

Choi S. H. and Greenberg E. P. 'The C-terminal region of the Vibrio fischeri LuxR protein contains an inducer-independent lux gene activating domain'// Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1991. 88(24). pp. 11115-11119. doi: 10.1073/pnas.88.24.11115.

Choi S. H. and Greenberg E. P. 'Genetic evidence for multimerization of LuxR, the transcriptional activator of Vibrio fischeri luminescence.'// Mol. Marine Biol. Biotechnol. 1992. 1. pp. 408-413.

Collins C. H., Arnold F. H. and Leadbetter J. R. 'Directed evolution of Vibrio fischeri LuxR for increased sensitivity to a broad spectrum of acyl-homoserine lactones'// Molecular Microbiology. 2005. 55(3). pp. 712-723. doi: 10.1111/j.1365-2958.2004.04437.x.

Collins C. H., Leadbetter J. R. and Arnold F. H. 'Dual selection enhances the signaling specificity of a variant of the quorum-sensing transcriptional activator LuxR'// Nature Biotechnology. 2006. 24(6). pp. 708-712. doi: 10.1038/nbt1209.

Colton D. M., Stabb E. V. and Hagen S. J. 'Modeling analysis of signal sensitivity and specificity by Vibrio fischeri LuxR variants'// PLoS ONE. 2015. 10(5). pp. 1-21. doi: 10.1371/journal.pone.0126474.

D'Amico S., Collins T., Marx J. C., Feller G. and Gerday C. 'Psychrophilic microorganisms: Challenges for life'// EMBO Reports. EMBO Rep. 2006. pp. 385-389. doi: 10.1038/sj.embor.7400662.

Deming J. W. 'Psychrophiles and polar regions'// Current Opinion in Microbiology. Elsevier Ltd. 2002. pp. 301-309. doi: 10.1016/S1369-5274(02)00329-6.

Devine J. H., Shadel G. S. and Baldwin T. O. 'Identification of the operator of the lux regulon from the Vibrio fischeri strain ATCC7744'// Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1989. 86(15). pp. 5688-5692. doi: 10.1073/pnas.86.15.5688.

Dolan K. M. and Greenberg E. P. 'Evidence that GroEL, not sigma 32, is involved in transcriptional regulation of the Vibrio fischeri luminescence genes in Escherichia coli.'// Journal of bacteriology. 1992. 174(15). pp. 5132-5135. doi: 10.1128/jb.174.15.5132-5135.1992.

Dorman C. J. 'H-NS, the genome sentinel'// Nature Reviews Microbiology. 2007. 5(2). pp. 157-161. doi: 10.1038/nrmicro1598.

Dunlap P. V. and Greenberg E. P. 'Control of Vibrio fischeri luminescence gene expression in Escherichia coli by cyclic AMP and cyclic AMP receptor protein'// Journal of Bacteriology. 1985. 164(1). pp. 45-50. doi: 10.1128/jb.164.1.45-50.1985.

Dunlap P. V. and Greenberg E. P. 'Control of Vibrio fischeri lux gene transcription by a cyclic AMP receptor protein-LuxR protein regulatory circuit.'// Journal of bacteriology. 1988. 170(9). pp. 4040-4046. doi: 10.1128/jb.170.9.4040-4046.1988.

Van Dyk T. K., Majarian W. R., Konstantinov K. B., Young R. M., Dhurjati P. S. and LaRossa R. A. 'Rapid and sensitive pollutant detection by induction of heat shock gene- bioluminescence gene fusions'// Applied and Environmental Microbiology. 1994. 60(5). pp. 1414-1420. doi: 10.1128/aem.60.5.1414-1420.1994.

Van Dyk T. K., Reed T. R., Vollmer A. C. and LaRossa R. A. 'Synergistic induction of the heat shock response in Escherichia coli by simultaneous treatment with chemical inducers'// Journal of Bacteriology. 1995. 177(20). pp. 6001-6004. doi: 10.1128/jb.177.20.6001-6004.1995.

Van Dyk T. K. and Rosson R. A. 'Photorhabdus luminescens luxCDABE promoter probe vectors'// Methods in molecular biology (Clifton, N.J.). 1998a.

102. pp. 85-95. doi: 10.1385/0-89603-520-4:85.

Van Dyk T. K. and Rosson R. A. 'Photorhabdus luminescens luxCDABE promoter probe vectors'// Methods in molecular biology (Clifton, N.J.). 1998b. 102. pp. 85-95. doi: 10.1385/0-89603-520-4:85.

Eberhard A. 'Inhibition and activation of bacterial luciferase synthesis'// Journal of Bacteriology. 1972. 109(3). pp. 1101-1105. doi: 10.1128/jb.109.3.1101-1105.1972.

Eberhard A., Burlingame A. L., Eberhard C., Kenyon G. L., Nealson K. H. and Oppenheimer N. J. 'Structural identification of autoinducer of Photobacterium fischeri luciferase'// Biochemistry. 1981. 20(9). pp. 2444-2449. doi: 10.1021/bi00512a013.

Egland K. A. and Greenberg E. P. 'Conversion of the Vibrio fischeri transcriptional activator, LuxR, to a repressor'// Journal of Bacteriology. 2000. 182(3). pp. 805-811. doi: 10.1128/JB.182.3.805-811.2000.

Egland K. A. and Greenberg E. P. 'Quorum sensing in Vibrio fischeri: Analysis of the LuxR DNA binding region by alanine-scanning mutagenesis'// Journal of Bacteriology. 2001. 183(1). pp. 382-386. doi: 10.1128/JB.183.1.382-386.2001.

Engebrecht J. A. and Silverman M. 'Identification of genes and gene products necessary for bacterial bioluminescence'// Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1984. 81(13 I). pp. 41544158. doi: 10.1073/pnas.81.13.4154.

Engebrecht J., Nealson K. and Silverman M. 'Bacterial bioluminescence: Isolation and genetic analysis of functions from Vibrio fischeri'// Cell. 1983. 32(3). pp. 773-781. doi: 10.1016/0092-8674(83)90063-6.

esimo.ru Атлас - Белое море. no date a. Available at: http://www.esimo.ru/atlas/Beloe/3_watertemp_vertical_8724963TWMN_7.html (Accessed: 9 October 2020).

esimo.ru Атлас - Берингово море. no date b. Available at:

http://www.esimo.ru/atlas/Beringovo/2_watertemp_station_93048_1.html (Accessed: 9 October 2020).

esimo.ru Атлас - Охотское море. no date c. Available at: http://www.esimo.ru/atlas/Oxot/3_watertemp_vertical_9416657TWMN_9.html (Accessed: 9 October 2020).

esimo.ru Атлас - Охотское море. no date d. Available at: http: //www.esimo .ru/atlas/Oxot/3_watertemp_vertical_9416658TWMN_9 .html (Accessed: 9 October 2020).

Fidopiastis P. M., Miyamoto C. M., Jobling M. G., Meighen E. A. and Ruby E. G. 'LitR, a new transcriptional activator in Vibrio fischeri, regulates luminescence and symbiotic light organ colonization.'// Molecular microbiology. 2002. 45(1). pp. 131-43. doi: 10.1046/j.1365-2958.2002.02996.x.

Fidopiastis P. M., S0rum H. and Ruby E. G. 'Cryptic luminescence in the cold-water fish pathogen Vibrio salmonicida'// Archives of Microbiology. 1999. 171(3). pp. 205-209. doi: 10.1007/s002030050700.

Figge M. J., Cleenwerck I., van Uijen A., De Vos P., Huys G. and Robertson L. 'Photobacterium piscicola sp. nov., isolated from marine fish and spoiled packed cod'// Systematic and Applied Microbiology. 2014. 37(5). pp. 329-335. doi: 10.1016/j.syapm.2014.05.003.

Fink R. C., Evans M. R., Porwollik S., Vazquez-Torres A., Jones-Carson J., Troxell B., Libby S. J., McClelland M. and Hassan H. M. 'FNR is a global regulator of virulence and anaerobic metabolism in Salmonella enterica serovar typhimurium (ATCC 14028s)'// Journal of Bacteriology. 2007. 189(6). pp. 22622273. doi: 10.1128/JB.00726-06.

Fjellheim A. J., Playfoot K. J., Skjermo J. and Vadstein O. 'Vibrionaceae dominates the microflora antagonistic towards Listonella anguillarum in the intestine of cultured Atlantic cod (Gadus morhua L.) larvae'// Aquaculture. 2007. 269(1-4). pp. 98-106. doi: 10.1016/j.aquaculture.2007.04.021.

Fuqua C., Winans S. C. and Greenberg E. P. 'Census and consensus in

bacterial ecosystems: The LuxR-Luxl family of quorum-sensing transcriptional regulators'// Annual Review of Microbiology. Annu Rev Microbiol. 1996. pp. 727-751. doi: 10.1146/annurev.micro.50.1.727.

Fuqua W. C., Winans S. C. and Greenberg E. P. 'Quorum sensing in bacteria: The LuxR-Luxl family of cell density- responsive transcriptional regulators'// Journal of Bacteriology. 1994. 176(2). pp. 269-275. doi: 10.1128/jb.176.2.269-275.1994.

Galloway W. R. J. D., Hodgkinson J. T., Bowden S. D., Welch M. and Spring D. R. 'Quorum sensing in Gram-negative bacteria: Small-molecule modulation of AHL and AI-2 quorum sensing pathways'// Chemical Reviews. 2011. 111(1). pp. 28-67. doi: 10.1021/cr100109t.

Gaudu P., Moon N. and Weiss B. 'Regulation of the soxRS oxidative stress regulon: Reversible oxidation of the Fe-S centers of SoxR in vivo'// Journal of Biological Chemistry. 1997. 272(8). pp. 5082-5086. doi: 10.1074/jbc.272.8.5082.

Gibson D. G., Young L., Chuang R. Y., Venter J. C., Hutchison C. A. and Smith H. O. 'Enzymatic assembly of DNA molecules up to several hundred kilobases'// Nature Methods. 2009. 6(5). pp. 343-345. doi: 10.1038/nmeth.1318.

Green M. R. and Sambrook J. Cloning: A Laboratory Manual. 4th edn. Cold Spring Harbor Laboratory Press. 2012.

Hansen H., Bjelland A. M., Ronessen M., Robertsen E. and Willassen N. P. 'LitR is a repressor of syp genes and has a temperature-sensitive regulatory effect on biofilm formation and colony morphology in Vibrio (Aliivibrio) salmonicida'// Applied and Environmental Microbiology. 2014. 80(17). pp. 5530-5541. doi: 10.1128/AEM.01239-14.

Hansen H., Purohit A. A., Leiros H. K. S., Johansen J. A., Kellermann S. J., Bjelland A. M. and Willassen N. P. 'The autoinducer synthases LuxI and AinS are responsible for temperature-dependent AHL production in the fish pathogen Aliivibrio salmonicida'// BMC Microbiology. 2015. 15(1). pp. 1-13. doi: 10.1186/s12866-015-0402-z.

Harpaz D., Yeo L., Cecchini F., Koon T., Kushmaro A., Tok A., Marks R. and Eltzov E. 'Measuring artificial sweeteners toxicity using a bioluminescent bacterial panel'// Molecules. 2018. 23(10). p. 2454. doi: 10.3390/molecules23102454.

Hunt D. E., Gevers D., Vahora N. M. and Polz M. F. 'Conservation of the chitin utilization pathway in the Vibrionaceae'// Applied and Environmental Microbiology. 2008. 74(1). pp. 44-51. doi: 10.1128/AEM.01412-07.

Illarrionov B. A., Blinov V. M., Douchenko A. P., Protopopova M. V., Karginov V. A., Mertvetsov N. P. and Gitelson J. I. 'Isolation of bioluminescent functions from Photobacterium leiognathi: analysis of luxA, luxB, luxG and neighboring genes'// Gene. 1990. 86(1). pp. 89-94. doi: 10.1016/0378-1119(90)90117-A.

Jobling M. G. and Holmes R. K. 'Characterization of hapR, a positive regulator of the Vibrio cholerae HA/protease gene hap, and its identification as a functional homologue of the Vibrio harveyi luxR gene'// Molecular Microbiology. 1997. 26(5). pp. 1023-1034. doi: 10.1046/j.1365-2958.1997.6402011.x.

Jones B. W., Maruyama A., Ouverney C. C. and Nishiguchi M. K. 'Spatial and temporal distribution of the Vibrionaceae in coastal waters of Hawaii, Australia, and France'// Microbial Ecology. 2007. 54(2). pp. 314-323. doi: 10.1007/s00248-006-9204-z.

van Kessel J. C., Ulrich L. E., Zhulin I. B. and Bassler B. L. 'Analysis of activator and repressor functions reveals the requirements for transcriptional control by LuxR, the master regulator of quorum sensing in Vibrio harveyi'// mBio. 2013. 4(4). pp. e00378-13. doi: 10.1128/mBio.00378-13.

Khider M., Hansen H., Hjerde E., Johansen J. A. and Willassen N. P. 'Exploring the transcriptome of luxiand dains mutants and the impact of n-3-oxo-hexanoyl-l- and n-3-hydroxydecanoyl-l-homoserine lactones on biofilm formation in Aliivibrio salmonicida'// PeerJ. 2019. 2019(4). doi: 10.7717/peerj.6845.

Khider M., Willassen N. P. and Hansen H. 'The alternative sigma factor

RpoQ regulates colony morphology, biofilm formation and motility in the fish pathogen Aliivibrio salmonicida'// BMC Microbiology. 2018. 18(1). p. 116. doi: 10.1186/s12866-018-1258-9.

Khrul'nova S. A., Manukhov I. V and Zavil'gel'skii G. B. '["Quorum sensing" regulation of lux gene expression and the structure of lux operon in marine bacteria Alivibrio logei].'// Genetika. 2011. 47(12). pp. 1596-1603.

Khrulnova S. A., Baranova A., Bazhenov S. V, Goryanin I. I., Konopleva M. N., Maryshev I. V, Salykhova A. I., Vasilyeva A. V, Manukhov I. V and Zavilgelsky G. B. 'Lux-operon of the marine psychrophilic bacterium Aliivibrio logei: a comparative analysis of the LuxR1/LuxR2 regulatory activity in Escherichia coli cells.'// Microbiology (Reading, England). 2016. 162(4). pp. 717-724. doi: 10.1099/mic.0.000253.

Kozakiewicz J., Gajewska M., AnyAoeA„ R., CzyA° A. and Wei§grzyn G. 'Bioluminescence-mediated stimulation of photoreactivation in bacteria'// FEMS Microbiology Letters. 2005. 250(1). pp. 105-110. doi: 10.1016/j.femsle.2005.06.047.

LEE C. Y., SZITTNER R. B. and MEIGHEN E. A. 'The lux gene of the luminous bacterial symbiont, Photobacterium leiognathi, of the ponyfish. Nucleotide sequence, difference in gene organization, and high expression in mutant Escherichia colf// European Journal of Biochemistry. 1991. 201(1). pp. 161-167. doi: 10.1111/j.1432-1033.1991.tb16269.x.

Lee K. H. and Ruby E. G. 'Detection of the light organ symbiont, Vibrio fischeri, in Hawaiian seawater by using lux gene probes'// Applied and Environmental Microbiology. 1992. 58(3). pp. 942-947. doi: 10.1128/aem.58.3.942-947.1992.

Lenz D. H., Mok K. C., Lilley B. N., Kulkarni R. V., Wingreen N. S. and Bassler B. L. 'The small RNA chaperone Hfq and multiple small RNAs control quorum sensing in Vibrio harveyi and Vibrio cholerae'// Cell. 2004. 118(1). pp. 69-82. doi: 10.1016/j.cell.2004.06.009.

Lintz M. J., Oinuma K. I., Wysoczynski C. L., Greenberg E. P. and Churchill M. E. A. 'Crystal structure of QscR, a Pseudomonas aeruginosa quorum sensing signal receptor'// Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2011. 108(38). pp. 15763-15768. doi: 10.1073/pnas.1112398108.

Lyell N. L., Dunn A. K., Bose J. L. and Stabb E. V. 'Bright mutants of Vibrio fischeri ES114 reveal conditions and regulators that control bioluminescence and expression of the lux operon'// Journal of Bacteriology. 2010. 192(19). pp. 5103-5114. doi: 10.1128/JB.00524-10.

Lyzen R. and Wçgrzyn G. 'Sensitivity of dark mutants of various strains of luminescent bacteria to reactive oxygen species'// Archives of Microbiology. 2005. 183(3). pp. 203-208. doi: 10.1007/s00203-005-0764-y.

Mancini J. A., Boylan M., Soly R. R., Graham A. F. and Meighen E. A. 'Cloning and expression of the Photobacterium phosphoreum luminescence system demonstrates a unique lux gene organization'// The Journal of biological chemistry. 1988. 263(28). pp. 14308-14314.

Manukhov I. V., Khrul'nova S. A., Baranova A. and Zavilgelsky G. B. 'Comparative analysis of the lux operons in Aliivibrio logei KCh1 (a Kamchatka Isolate) and Aliivibrio salmonicida'// Journal of Bacteriology. 2011. 193(15). pp. 3998-4001. doi: 10.1128/JB.05320-11.

Manukhov I. V, Melkina O. E., Goryanin I. I., Baranova A. V and Zavilgelsky G. B. 'The N-terminal domain of Aliivibrio fischeri LuxR is a target of the GroEL chaperonin.'// Journal of bacteriology. 2010. 192(20). pp. 55495551. doi: 10.1128/JB.00754-10.

Manukhov I. V, Kotova V. I. and Zavil'gel'skiî G. B. '[Host factors in the regulation of the Vibrio fischeri lux operon in Escherichia coli cells].'// Mikrobiologiia. 2006. 75(4). pp. 525-531.

McCarter L. L. 'OpaR, a homolog of Vibrio harveyi LuxR, controls opacity of Vibrio parahaemolyticus' // Journal of Bacteriology. 1998. 180(12). pp. 3166-

3173. doi: 10.1128/jb.180.12.3166-3173.1998.

Meighen E. A. 'Enzymes and genes from the lux opérons of bioluminescent bacteria'// Annual Review of Microbiology. 1988. 42(1). pp. 151-176. doi: 10.1146/annurev.mi.42.100188.001055.

Meighen E. A. 'Molecular biology of bacterial bioluminescence'// Microbiological Reviews. 1991. 55(1). pp. 123-142. doi: 10.1128/mmbr.55.1.123-142.1991.

Meighen E. A. 'Genetics of bacterial bioluminescence'// Annual Review of Genetics. 1994. 28(1). pp. 117-139. doi: 10.1146/annurev.ge.28.120194.001001.

Melkina O. E., Kotova V. Y., Konopleva M. N., Manukhov I. V., Pustovoit K. S. and Zavilgelsky G. B. 'Photoreactivation of UV-irradiated <i>Escherichia coli<i/> K12 AB1886 uvrA6 with assistance of luminescence of Photobacterium leiognathi luciferase'// Molekuliarnaia biologiia. 2015. 49(6). pp. 1035-1040. doi: 10.7868/S0026898415060178.

Melkina O. E., Goryanin I. I., Bazhenov S. V., Manukhov I. V. and Zavilgelsky G. B. 'Comparative analysis of Aliivibrio logei luxRl and luxR2 genes regulation in Escherichia coli cells'// Archives of Microbiology. 2019. 201(10). pp. 1415-1425. doi: 10.1007/s00203-019-01691-3.

Miyashiro T., Wollenberg M. S., Cao X., Oehlert D. and Ruby E. G. 'A single qrr gene is necessary and sufficient for LuxO-mediated regulation in Vibrio fischerf// Molecular Microbiology. 2010. 77(6). pp. 1556-1567. doi: 10.1111/j.1365-2958.2010.07309.x.

Miyashiro T. and Ruby E. G. 'Shedding light on bioluminescence regulation in Vibrio fischerf// Molecular Microbiology. 2012. 84(5). pp. 795-806. doi: 10.1111/j.1365-2958.2012.08065.x.

Muller-Breikreutz K. and Winkler U. 'Anaerobic expression of the Vibrio fisheri lux regulon in E. coli is FNR-Dependent'// in Szalay, A., Kricka, L., and Stanley, P. (eds) Bioluminescence and Chemiluminescence. New York: Wiley. 1993. pp. 142-146.

Nakada D. and Magasanik B. 'Catabolite repression and the induction of ß-galactosidase'// BBA Specialized Section on Nucleic Acids and Related Subjects. 1962. 61(5). pp. 835-837. doi: 10.1016/0926-6550(62)90070-1.

Nealson K. H. and Hastings J. W. 'Quorum sensing on a global scale: Massive numbers of bioluminescent bacteria make milky seas'// Applied and Environmental Microbiology. American Society for Microbiology (ASM). 2006. pp. 2295-2297. doi: 10.1128/AEM.72.4.2295-2297.2006.

Nealson K. H., Platt T. and Hastings J. W. 'Cellular control of the synthesis and activity of the bacterial luminescent system'// Journal of Bacteriology. 1970. 104(1). pp. 313-322. doi: 10.1128/jb.104.1.313-322.1970.

Nijvipakul S., Wongratana J., Suadee C., Entsch B., Ballou D. P. and Chaiyen P. 'LuxG is a functioning flavin reductase for bacterial luminescence'// Journal of Bacteriology. 2008. 190(5). pp. 1531-1538. doi: 10.1128/JB.01660-07.

Noom M. C., Navarre W. W., Oshima T., Wuite G. J. L. and Dame R. T. 'H-NS promotes looped domain formation in the bacterial chromosome'// Current Biology. Elsevier. 2007. pp. R913-R914. doi: 10.1016/j.cub.2007.09.005.

O'Grady E. A. and Wimpee C. F. 'Mutations in the lux operon of natural dark mutants in the genus Vibrio'// Applied and Environmental Microbiology. 2008. 74(1). pp. 61-66. doi: 10.1128/AEM.01199-07.

Onarheim A. M., Wiik R., Burghardt J. and Stackebrandt E. 'Characterization and identification of two Vibrio species indigenous to the intestine of fish in cold sea water; description of Vibrio iliopiscarius sp. nov.'// Systematic and Applied Microbiology. 1994. 17(3). pp. 370-379. doi: 10.1016/S0723-2020(11)80053-6.

Owen-Hughes T. A., Pavitt G. D., Santos D. S., Sidebotham J. M., Hulton C. S. J., Hinton J. C. D. and Higgins C. F. 'The chromatin-associated protein HNS interacts with curved DNA to influence DNA topology and gene expression'// Cell. 1992. 71(2). pp. 255-265. doi: 10.1016/0092-8674(92)90354-F.

Papenfort K. and Bassler B. L. 'Quorum sensing signal-response systems in

Gram-negative bacteria'// Nature Reviews Microbiology. Nature Publishing Group. 2016. pp. 576-588. doi: 10.1038/nrmicro.2016.89.

Parks D. H., Chuvochina M., Waite D. W., Rinke C., Skarshewski A., Chaumeil P. A. and Hugenholtz P. 'A standardized bacterial taxonomy based on genome phylogeny substantially revises the tree of life'// Nature Biotechnology. 2018. 36(10). p. 996. doi: 10.1038/nbt.4229.

Pérez P. D., Weiss J. T. and Hagen S. J. 'Noise and crosstalk in the two Quorum Sensing channels of Vibrio fischerf// Biophysical Journal. 2011. 100(3). p. 165a. doi: 10.1016/j.bpj.2010.12.1121.

Proctor L. M. and Gunsalus R. P. 'Anaerobic respiratory growth of Vibrio harveyi, Vibrio fischeri and Photobacterium leiognathi with trimethylamine Noxide, nitrate and fumarate: Ecological implications'// Environmental Microbiology. 2000. 2(4). pp. 399-406. doi: 10.1046/j.1462-2920.2000.00121.x.

Qin N., Callahan S. M., Dunlap P. V. and Stevens A. M. 'Analysis of LuxR regulon gene expression during quorum sensing in Vibrio fischerf// Journal of Bacteriology. 2007. 189(11). pp. 4127-4134. doi: 10.1128/JB.01779-06.

Ramanathan S., Shi W., Rosen B. P. and Daunert S. 'Sensing antimonite and arsenite at the subattomole level with genetically engineered bioluminescent bacteria'// Analytical Chemistry. 1997. 69(16). pp. 3380-3384. doi: 10.1021/ac970111p.

Reents H., Münch R., Dammeyer T., Jahn D. and Härtig E. 'The Fnr regulon of Bacillus subtilis'// Journal of Bacteriology. 2006. 188(3). pp. 11031112. doi: 10.1128/JB.188.3.1103-1112.2006.

Reichelt J. L. and Baumann P. 'Taxonomy of the marine, luminous bacteria'// Archiv für Mikrobiologie. 1973. 94(4). pp. 283-330. doi: 10.1007/BF00769027.

Richter G., Volk R., Krieger C., Lahm H. W., Rothlisberger U. and Bacher A. 'Biosynthesis of riboflavin: Cloning, sequencing, and expression of the gene coding for 3,4-dihydroxy-2-butanone 4-phosphate synthase of Escherichia colf//

Journal of Bacteriology. 1992. 174(12). pp. 4050-4056. doi: 10.1128/jb.174.12.4050-4056.1992.

Ruby E. G., Urbanowski M., Campbell J., Dunn A., Faini M., Gunsalus R., Lostroh P., Lupp C., McCann J., Millikan D., Schaefer A., Stabb E., Stevens A., Visick K., Whistler C. and Greenberg E. P. 'Complete genome sequence of Vibrio fischeri: A symbiotic bacterium with pathogenic congeners'// Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2005. 102(8). pp. 3004-3009. doi: 10.1073/pnas.0409900102.

Ruby E. G. and McFall-Ngai M. J. 'A squid that glows in the night: Development of an animal-bacterial mutualism'// Journal of Bacteriology. American Society for Microbiology (ASM). 1992. pp. 4865-4870. doi: 10.1128/jb.174.15.4865-4870.1992.

Rutherford S. T., Van Kessel J. C., Shao Y. and Bassler B. L. 'AphA and LuxR/HapR reciprocally control quorum sensing in vibrios'// Genes and Development. 2011. 25(4). pp. 397-408. doi: 10.1101/gad.2015011.

Sanger F., Nicklen S. and Coulson A. R. 'DNA sequencing with chain-terminating inhibitors'// Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1977. 74(12). pp. 5463-5467. doi: 10.1073/pnas.74.12.5463.

Schaefer A. L., Val D. L., Hanzelka B. L., Cronan J. E. and Greenberg E. P. 'Generation of cell-to-cell signals in quorum sensing: Acyl homoserine lactone synthase activity of a purified Vibrio fischeri LuxI protein'// Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1996. 93(18). pp. 9505-9509. doi: 10.1073/pnas.93.18.9505.

Schultz S. C., Shields G. C. and Steitz T. A. 'Crystal structure of a CAP-DNA complex: The DNA is bent by 90°'// Science. 1991. 253(5023). pp. 10011007. doi: 10.1126/science.1653449.

Septer A. N., Bose J. L., Dunn A. K. and Stabb E. V. 'FNR-mediated regulation of bioluminescence and anaerobic respiration in the light-organ

symbiont Vibrio fischerf// FEMS Microbiology Letters. 2010. 306(1). pp. 72-81. doi: 10.1111/j.1574-6968.2010.01938.x.

Shadel B. S. and Baldwin T. O. 'The Vibrio fischeri LuxR protein is capable of bidirectional stimulation of transcription and both positive and negative regulation of the luxR gene'// Journal of Bacteriology. 1991. 173(2). pp. 568-574. doi: 10.1128/jb.173.2.568-574.1991.

Simpson R. B. 'Interaction of the cAMP receptor protein with the lac promoter'// Nucleic Acids Research. 1980. 8(4). pp. 759-766. Available at: /pmc/articles/PMC327308/?report=abstract (Accessed: 27 September 2020).

Sitnikov D. M., Schineller J. B. and Baldwin T. O. 'Transcriptional regulation of bioluminesence genes from Vibrio fischerf// Molecular Microbiology. Mol Microbiol. 1995. pp. 801-812. doi: 10.1111/j.1365-2958.1995.mmi_17050801.x.

Soly R. R., Mancini J. A., Ferri S. R., Boylan M. and Meighen E. A. 'A new lux gene in bioluminescent bacteria codes for a protein homologous to the bacterial luciferase subunits'// Biochemical and Biophysical Research Communications. 1988. 155(1). pp. 351-358. doi: 10.1016/S0006-291X(88)81092-1.

Spiro S. 'The FNR family of transcriptional regulators'// Antonie van Leeuwenhoek. 1994. 66(1-3). pp. 23-36. doi: 10.1007/BF00871630.

Stevens A. and Greenberg E. 'Transcriptional activation by LuxR'// in Dunny, G. and Winans, S. (eds) Cell-cell signaling in bacteria. Washington, D.C: ASM Press. 1999. pp. 231-242.

Storz G. and Imlay J. A. 'Oxidative stress'// Current Opinion in Microbiology. 1999. 2(2). pp. 188-194. doi: 10.1016/S1369-5274(99)80033-2.

Su L., Jia W., Hou C. and Lei Y. 'Microbial biosensors: A review'// Biosensors and Bioelectronics. Biosens Bioelectron. 2011. pp. 1788-1799. doi: 10.1016/j.bios.2010.09.005.

Swartzman E., Kapoor S., Graham A. F. and Meighen E. A. 'A new Vibrio

fischeri lux gene precedes a bidirectional termination site for the lux operon'// Journal of Bacteriology. 1990. 172(12). pp. 6797-6802. doi: 10.1128/jb.172.12.6797-6802.1990.

Swartzman E, Miyamoto C., Graham A. and Meighen E. 'Delineation of the transcriptional boundaries of the lux operon of Vibrio harveyi demonstrates the presence of two new lux genes.'// The Journal of biological chemistry. 1990. 265(6). pp. 3513-3517.

Swartzman E., Silverman M. and Meighen E. A. 'The luxR gene product of Vibrio harveyi is a transcriptional activator of the lux promoter'// Journal of Bacteriology. American Society for Microbiology (ASM). 1992. pp. 7490-7493. doi: 10.1128/jb.174.22.7490-7493.1992.

Szpilewska H., Czyz A. and W^grzyn G. 'Experimental evidence for the physiological role of bacterial luciferase in the protection of cells against oxidative stress'// Current Microbiology. 2003. 47(5). pp. 379-382. doi: 10.1007/s00284-002-4024-y.

Tischler A. H., Hodge-Hanson K. M. and Visick K. L. 'Vibrio fischeri -Squid Symbiosis'// in eLS. Wiley. 2019. pp. 1-9. doi: 10.1002/9780470015902.a0028395.

Trogl J., Chauhan A., Ripp S., Layton A. C., Kuncova G. and Sayler G. S. 'Pseudomonas fluorescens HK44: Lessons learned from a model whole-cell bioreporter with a broad application history'// Sensors. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). 2012. pp. 1544-1571. doi: 10.3390/s120201544.

Tu S.-C. and Mager H. I. X. 'Biochemistry of bacterial bioluminescence'// Photochemistry and Photobiology. 1995. 62(4). pp. 615-624. doi: 10.1111/j.1751-1097.1995.tb08708.x.

Ueguchi C., Suzuki T., Yoshida T., Tanaka K. I. and Mizuno T. 'Systematic mutational analysis revealing the functional domain organization of Escherichia coli nucleoid protein H-NS'// Journal of Molecular Biology. 1996. 263(2). pp. 149-162. doi: 10.1006/jmbi.1996.0566.

Ulitzur S., Matin A., Fraley C. and Meighen E. 'H-NS protein represses transcription of the lux systems of Vibrio fischeri and other luminous bacteria cloned into Escherichia coli"II Current Microbiology. 1997. 35(6). pp. 336-342. doi: 10.1007/s002849900265.

Ulitzur S. 'LuxR controls the expression of Vibrio fischeri luxCDABE clone in Escherichia coli in the absence of luxI gene'II Journal of Bioluminescence and Chemiluminescence. 1998. 13(6). pp. 365-369. doi: 10.1002/(sici)1099-1271(199811/12)13:6<365:: aid-bio504>3.0.co;2-e.

Ulitzur S. and Dunlap P. V. 'Regulatory circuitry controlling luminescence autoinduction in Vibrio fischerf 11 Photochem. Photobiol. 1995. 62. pp. 625-632.

Ulitzur S. and Kuhn J. 'The transcription of bacterial luminescence is regulated by sigma 32'II Journal of Bioluminescence and Chemiluminescence. 1988. 2(2). pp. 81-93. doi: 10.1002/bio.1170020205.

Urbanczyk H., Ast J. C., Higgins M. J., Carson J. and Dunlap P. V. 'Reclassification of Vibrio fischeri, Vibrio logei, Vibrio salmonicida and Vibrio wodanis as Aliivibrio fischeri gen. nov., comb. nov., Aliivibrio logei comb. nov., Aliivibrio salmonicida comb. nov. and Aliivibrio wodanis comb. nov'II International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 2007. 57(12). pp. 2823-2829. doi: 10.1099/ijs.0.65081-0.

Urbanczyk H., Ast J. C., Kaeding A. J., Oliver J. D. and Dunlap P. V. 'Phylogenetic analysis of the incidence of lux gene horizontal transfer in Vibrionaceae'II Journal of Bacteriology. 2008. 190(10). pp. 3494-3504. doi: 10.1128/JB.00101-08.

Vannier T., Hingamp P., Turrel F., Tanet L., Lescot M. and Timsit Y. 'Diversity and evolution of bacterial bioluminescence genes in the global ocean'II NAR Genomics and Bioinformatics. 2020. 2(2). doi: 10.1093/nargab/lqaa018.

Vannini A., Volpari C., Gargioli C., Muraglia E., Cortese R., De Francesco R., Neddermann P. and Di Marco S. 'The crystal structure of the quorum sensing protein TraR bound to its autoinducer and target DNA'II EMBO Journal. 2002.

21(17). pp. 4393-4401. doi: 10.1093/emboj/cdf459.

Verma S. C. and Miyashiro T. 'Quorum sensing in the squid-Vibrio symbiosis'// International journal of molecular sciences. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). 2013. pp. 16386-16401. doi: 10.3390/ijms140816386.

Winson M. K., Swift S., Fish L., Throup J. P., JÂ/gensen F., Chhabra S. R., Bycroft B. W., Williams P. and Stewart G. S. A. . 'Construction and analysis of luxCDABE -based plasmid sensors for investigating N -acyl homoserine lactone-mediated quorum sensing'// FEMS Microbiology Letters. 1998. 163(2). pp. 185-192. doi: 10.1111/j.1574-6968.1998.tb13044.x.

Woutersen M., Belkin S., Brouwer B., Van Wezel A. P. and Heringa M. B. 'Are luminescent bacteria suitable for online detection and monitoring of toxic compounds in drinking water and its sources?'// Analytical and Bioanalytical Chemistry. Springer. 2011. pp. 915-929. doi: 10.1007/s00216-010-4372-6.

Xian-Gui L., Wei H., Cheng H., Ting M. and Wen-Hui Z. 'A chromosomally based luminescent bioassay for mercury detection in red soil of China'// Applied Microbiology and Biotechnology. 2010. 87(3). pp. 981-989. doi: 10.1007/s00253-010-2548-9.

Zakharkov S. P., Vladimirov A. S., Shtraikhert E. A., Shi X., Gladkich R. V. and Buzoleva L. S. 'Production characteristics of bacteria and phytoplankton in the Sea of Okhotsk and Bering Sea during spring-summer'// Microbiology (Russia). 2017. 86(3). pp. 387-394. doi: 10.1134/S0026261717030183.

Zarubin M., Belkin S., Ionescu M. and Genin A. 'Bacterial bioluminescence as a lure for marine zooplankton and fish'// Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2012. 109(3). pp. 853-857. doi: 10.1073/pnas.1116683109.

Zavilgelsky G. B., Kotova V. Y. and Manukhov I. V. 'Action of 1,1-dimethylhydrazine on bacterial cells is determined by hydrogen peroxide'// Mutation Research - Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis. 2007.

634(1-2). pp. 172-176. doi: 10.1016/j.mrgentox.2007.07.012.

Zavilgelsky G. B. and Manukhov I. V. 'Quorum sensing, or how bacteria "talk" to each other'// Molecular Biology. 2001. 35(2). pp. 224-232. doi: 10.1023/A:1010439501530.

Zavilgelsky G. B., Zarubina A. P. and Manukhov I. V. 'Sequencing and comparative analysis of the lux operon of Photorhabdus luminescens strain Zm1: ERIC elements as putative recombination hot spots'// Molecular Biology. 2002. 36(5). pp. 637-647. doi: 10.1023/A:1020663128043.

Zhang R. guang, Pappas T., Brace J. L., Miller P. C., Oulmassov T., Molyneaux J. M., Anderson J. C., Bashkin J. K., Wlnans S. C. and Joachimiak A. 'Structure of a bacterial quorum-sensing transcription factor complexed with pheromone and DNA'// Nature. 2002. 417(6892). pp. 971-974. doi: 10.1038/nature00833.

Zhu J. and Winans S. C. 'The quorum-sensing transcriptional regulator TraR requires its cognate signaling ligand for protein folding, protease resistance, and dimerization'// Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2001. 98(4). pp. 1507-1512. doi: 10.1073/pnas.98.4.1507.

Алескерова Л. Э., Аленина К. А., Ефременко Е. Н., Мажуль М. М., Пискункова Н. Ф. and Исмаилов А. Д. 'АТФ-пул и биолюминесцентная активность у психрофильных бактерий Photobacterium phosphoreum'// Микробиология. 2014. 83(4). pp. 403-410. doi: 10.7868/S002636561404003X.

Горянин И. И., Котова В. Ю., Краснопеева Е. Д., Чубуков П. А., Балабанов В. П., Пустовойт К. С., Чалкин С. Ф., Шатров Я. Т., Завильгельский Г. Б. and Манухов И. В. 'Генотоксическое действие 1,1 -диметилгидразина определяется алкилирующими соединениями, возникающими при его окислении, и перекисью водорода'// Труды МФТИ. 2013. 5(1(17)). pp. 103-111.

Завильгельский Г. Б. and Манухов И. В. 'Lon-протеаза участвует в

регуляции транскрипции lux-оперона Vibrio fischerf// Генетика. 1994. 30(3). pp. 337-341.

Завильгельский Г. Б. and Манухов И. В. 'Роль La-протеазы в негативном контроле экспрессии luxCDABE генов Vibrio fischeri в клетках Escherichia colf// Молекулярная биология. 1997. 31(6). pp. 945-949.

Коноплева М. Н. Механизмы регуляции «quorum sensing» системы первого типа психрофилъных люминесцирующих бактерий Aliivibrio logei. 2016.

Коноплёва М. Н., Хрульнова С. А., Осетрова М. С., Дёгтев Д. И., Манухов И. В. and Г.Б. З. 'Анализ люминесцирующей микрофлоры кишечника рыб студёных морей: Белого, Берингова и Охотского'// Труды ВНИРО. 2015. 157. pp. 24-31.

Манухов И. В. Структура lux-оперона и механизмы регуляции типа «quorum sensing» у морских бактерий: дис. д-ра биол. наук: 03.02.07. 2011.

Манухов И. В., Коноплева М. Н., Баженов С. В., Дёгтев Д. И. and Кудрявцева А. А. Учебное пособие к практическим занятиям по генетической инженерии МФТИ. Москва: МФТИ. 2016.

Манухов И. В., Котова В. Ю. and Завильгельский Г. Б. 'Внутриклеточные факторы регуляции экспрессии lux-оперона Vibrio fischeri в клетках Escherichia colf// Микробиология. 2006. 75(4). pp. 525-531.

Манухов И. В., Котова В. Ю. and Завильгельский Г. Б. 'Lux-биосенсоры для детекции SOS-ответа, теплового шока и окислительного стресса'// Биотехнология. 2009. 6. pp. 16-25.

Мелькина О. Е., Горянин И. И. and Завильгельский Г. Б. 'Гистон-подобный белок H-NS участвует в негативной регуляции систем Quorum Sensing у грамотрицательных бактерий'// Генетика. 2017. 53(2). pp. 187-194. doi: 10.1134/S1022795417020065.

Мелькина О. Е., Манухов И. В. and Завильгельский Г. Б. 'С-домен LuxR, активатора транскрипции lux-оперона Vibrio fischeri, не является

мишенью для Lon-протеазы'// Молекулярная биология. 2010. 44(3). pp. 515519.

Хрульнова С. А., Манухов И. В., Зарубина А. П. and Завильгельский Г. Б. 'Aliivibrio logei, штамм KCh1 (изолят Камчатка): биохимические и люминесцентные характеристики, клонирование lux-оперона.'// Микробиология. 2010. 79. pp. 349-355.

Хрульнова С. А., Марышев И. В., Куликовский А. Д., Манухов И. В. and Завильгельский Г. Б. 'Сравнительный анализ "Quorum Sensing" систем у психрофильных Aliivibrio logei и мезофильных A. fischeri светящихся морских бактерий'// Биологические мембраны. 2012. 29(5). pp. 362-366.

Хрульнова С. А., Манухов И. В. and Завильгельский Г. Б. '"Quorum sensing" регуляция экспрессии lux-генов и структура lux-оперона у морских бактерий Aliivibrio logei'// Генетика. 2011. 47(12). pp. 1596-1603.

В заключении хотелось бы отметить поддержку Пятко Андрея Витальевича и Новожонова Евгения Валерьевича в организации экспедиций на Камчатку.