Өзектілігі

Ірі қара малдың пироплазмозы өнімділіктің төмендеуіне, жануарлардың өлуіне, кенелермен күресуге, ауруды анықтауға, алдын алуға және емдеуге кеткен шығындарға байланысты айтарлықтай теріс экономикалық әсер етеді. Сонымен қатар, пироплазмоз жоғары өнімді ірі қара мал шаруашылығын интенсивтендіруге тежеу ​​болып табылады, өйткені қолайсыз аймаққа әкелінген жоғары өнімді ірі қара мал ауруға шалдыққан кезде аурудың ауыр жіті түрімен ауырып, өлім-жітім жоғары және өнімділігі төмендейді, ал жергілікті мал ауруға төзімдірек және жеңіл түрде ауырады.

Бабезиоз (пираплазмоз) – Babesia тұқымдасының, Piroplasmida отрядының, Babesiidae тұқымдасының қарапайым паразиттері тудыратын кене арқылы таралатын инфекция. Babesia тұқымдасының өкілдері тарихи эволюциялық табысқа ие болды, нәтижесінде қазіргі уақытта сүтқоректілер мен құстарда анықталған Babesia spp-нің 100-ден астам түрі анықталды. Ірі күйіс қайыратын жануарларда мыналар анықталады: Babesia bovis, Babesia bigemina, Babesia occultans, Babesia divergens, Babesia ovata, Babesia odocoilei және Babesia capreoli. B.bovis және B. bigemina қоздыратын сиыр бабезиозы жоғары өліммен сипатталатын жедел және тұрақты ауру. Жедел инфекциядан аман қалған жануарлар паразиттің ұзақ мерзімді асимптоматикалық тасымалдаушыларына айналады. Осылайша, тұрақты ауруға шалдыққан жануарлар кене инфекциясының тұрақты көзі болып табылады және табын иммунитетін сақтайды. B. bovis-пен салыстырғанда, B. bigemina аз вирулентті болып саналады; дегенмен, B. bigemina инфекциясы мал шаруашылығында айтарлықтай экономикалық шығындарға әкелуі мүмкін.

Мақсаты

Babesia bigemina иммунодоминантты антигендерін анықтау және синтездеу, сондай-ақ олардың негізінде ірі қара малдың бабезиозын серологиялық диагностикалауға арналған ИФТ тест-жүйесін әзірлеу.

Күтілетін нәтижелер

Идеясы – Babesia bigemina-ның иммунды доминантты ақуыздарын зерттеу және олардың ИФА диагностикалық мәнін анықтау. Осы мақсатта әдебиетте сипатталған рекомбинантты антигендер, сондай-ақ диагностикалық маңызы бар жаңадан анықталған ақуыздар алынады, оларды анықтау «кері вакцинология» әдістерін қолдану арқылы жүзеге асырылады. Кандидат протеиндердің рекомбинантты аналогтары алынады, олардың ерекшелігі ИФА және Western Blotting арқылы анықталады. Таңдалған спецификалық антигендер негізінде ELISA тест жүйесі әзірленеді. Дамуды бабезиозды диагностикада кеңінен қолдану ауруға шалдыққан малды дер кезінде және жедел анықтауды жеңілдетеді, өнімділікті арттыруға оң әсерін тигізеді және аурудың жаңа аймақтарға таралуына жол бермейді.  Ұсынылған зерттеу схемасы кең ғылыми салалардың – ветеринария, биоинформатика, молекулалық биология және иммунология арасындағы ынтымақтастықты қамтамасыз ететін пәнаралық көзқарасқа сәйкес келеді.

Жоба жетекшісі

Куйбагаров Марат Амангельдыевич, 49 жаста, ветеринария ғылымдарының кандидаты, «Ұлттық биотехнология орталығы» жауапкершілігі шектеулі серіктестігі қолданбалы генетика зертханаларының бас ғылыми қызметкері. Германия мен АҚШ-тың ғылыми орталықтарында тағылымдамадан өтті. Ғылыми қызығушылықтары: молекулалық биология, геномдық технологиялар, ПТР және ИФА тест-жүйелерін әзірлеу, гендік инженерия. 20 жылдық ғылыми тәжірибе. Scopus/WoS бойынша Хирш индексі = 3. Ұсынылған жоба аясында жобаға жалпы басшылықты жүзеге асырады, ИФТ параметрлерін оңтайландыруға, алынған нәтижелерді түсіндіруге және талдауға, ғылыми-техникалық құжаттаманы дайындауға қатысады.
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57220278412
https://orcid.org/0000-0001-7428-7620

Жобаның тақырыбына қатысты жобаның ғылыми жетекшісінің негізгі жарияланымдары туралы ақпарат

1. Marat Kuibagarov, Riza Makhamed, Assylbek Zhylkibayev, Maxat Berdikulov, Sarsenbay Abdrakhmanov, Mazhit Kozhabayev, Ilyas Akhmetollayev, Kasim Mukanov, Anara Ryskeldina, Yerlan Ramankulov, Alexandr Shustov, Christian Bauer, Alexandr Shevtsov. Theileria and Babesia infection in cattle – first molecular survey in Kazakhstan. Ticks and Tick-borne Diseases. 2023., Vol.4, Issue 1. 102078,ISSN 1877-959X, Q2 (2021, WoS) https://doi.org/10.1016/j.ttbdis.2022.102078
2. Shevtsov A, Lukhnova L, Izbanova U, Vernadet JP, Kuibagarov M, Amirgazin A, Ramankulov Y, Vergnaud G. Bacillus anthracis Phylogeography: New Clues From Kazakhstan, Central Asia. Front Microbiol. 2021 Dec 8;12:778225.. PMID: 34956141; PMCID: PMC8692834. CiteScore Percentile – 84 (2021, Scopus); Q1 (2021, WoS); DOI: 10.3389/fmicb.2021.778225
3. Bauer, C., Kuibagarov, M., Lider, L. A., Seitkamzina, D. M., & Suranshiyev, Z. A. (2023). Bovine hypodermosis is highly prevalent in Kazakhstan: Results of a first serological study. Veterinary world, 16(6), 1289–1292. https://doi.org/10.14202/vetworld.2023.1289-1292
4. Kuibagarov M.A., Makhamed R., Lider L.A., Abdrakhmanov S.K., Shevtsov A.B. Optimization of PCR protocol to identify Theileria annulata //Eurasian Journal of Applied Biotechnology. – 2019. – №2. – Р.84-90  https://doi.org/10.11134/btp.2.2019.8
5. Рыскельдина А. Ж., Коробейников А. А., Кадырова М. Е., Камалова Д. К., Муханбеткалиев Е. Е., Куйбагаров М. А., Шевцов А. Б. Theileria annulata-ның рекомбинантты протеинін алу және оның диагностикалық құндылығын анықтау [Текст] / Наука и образование. – 2023. – №2-1 (71). – С. 46-56. https://doi.org/10.52578/2305-9397-2023-2-1-46-56
6. «Способ выявления Theileria annulata методом полимеразной цепной реакции». Патент РК на изобретение №35391, 26/11/2021. Куйбагаров М.А., Камалова Д.К., Махамед Р. Шевцов А.Б., Раманкулов Е.М.

Зерттеу тобының мүшелері

Муканов Касым Касенович – 69 жаста, ветеринария ғылымдарының докторы, профессор, Ұлттық биотехнология орталығының қолданбалы генетика зертханасының бас ғылыми қызметкері, ғылыми еңбек өтілі 43 жыл. Scopus/WoS=7 бойынша Хирш индексі. ИФА, ICA және ПТР негізінде диагностикалық тест-жүйелерді әзірлеуде, моноклональды антиденелерді алуда және жұқпалы ауруларды тудыратын қоздырғыштардың молекулалық-генетикалық сипаттамасында тәжірибесі бар. Ғылыми қызығушылықтары: иммунология, диагностикалық жүйелердің дамуы, эпизоотология, вирусология және микробиология. Жоба аясында гендерді анықтау, ПТР және ИФА орнату, рекомбинантты антигендерді алу, зертханалық ережелерді әзірлеу бойынша жұмыстар жүргізілетін болады.
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56340590800
https://orcid.org/0000-0002-0502-9238

Шевцов Александр Борисович, 42 жаста, биология ғылымдарының кандидаты, Ұлттық биотехнология орталығының қолданбалы генетика зертханасының меңгерушісі, ғылыми еңбек өтілі 16 жыл. Scopus/WoS=11 бойынша Хирш индексі. Ғылыми қызығушылықтары: ПТР, Сэнгер секвенсерлері және келесі ұрпақ секвенсерлері (NGS) Ion Torrent, MiSeq, MLVA теру, клондау, праймер дизайны. Жоба аясында гендерді идентификациялау, секвенирлеу, праймерді жобалау, ПТР және RT-ПТР, биоинформатикалық талдау, рекомбинантты ақуыздарды алу бойынша жұмыстар жүргізілетін болады.
http://orcid.org/0000-0002-0307-1053
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57201604158

Амиргазин Асылулан Оразгалиевич, 31 жаста, Ұлттық биотехнология орталығының қолданбалы генетика зертханасының ғылыми қызметкері. 6 жыл ғылыми тәжірибе, Хирш индексі (Scopus) = 4. Зерттеу бағыттары: Сэнгер секвенирлеуі, NGS, нақты уақыттағы ПТР, биоинформатикалық талдау. Жобаның бір бөлігі ретінде ол кері вакцинация әдістерін, секвенирлеуді, рекомбинантты штаммдарды өсіруді және мақсатты ақуыздарды оқшаулау және тазартуды қолдану арқылы биоинформатика талдауына қатысады.
https://orcid.org/0000-0001-9418-7758
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57218628470

Рыскелдина Анара Жанқожақызы, 27 жаста, PhD докторанты, Ұлттық биотехнология орталығының қолданбалы генетика зертханасының кіші ғылыми қызметкері. 5 жыл ғылыми тәжірибе, Хирш индексі (Scopus) = 2. Зерттеу бағыттары: Сэнгер секвенирлеуі, нақты уақыттағы ПТР, ELISA. Жобаның бір бөлігі ретінде ол клондау (pGEM-T), секвенирлеу, рекомбинантты штаммдарды өсіру, мақсатты ақуыздарды оқшаулау және тазарту және ELISA орнатумен айналысады.
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57218871763
https://orcid.org/0000-0002-7100-2711

Даулетов Аян Ерболатович, 22 жаста, Ұлттық биотехнология орталығының қолданбалы генетика зертханасының лаборанты. Ғылыми жұмыс өтілі 2 жыл.  Зерттеу саласы: ПТР, ИФА, Вестерн блот. Жобаның бір бөлігі ретінде ол мақсатты ақуыздарды бөлу және тазарту, ELISA, Western blot, SDS-PAGE орнату және реагент ерітінділерін дайындауға қатысады.
https://orcid.org/0000-0003-1906-6889

Жоба тақырыбы бойынша жарияланымдар мен қорғау құжаттары

1. Wagner E, Shin A, Tukhanova N, Turebekov N, Nurmakhanov T, Sutyagin V, Berdibekov A, Maikanov N, Lezdinsh I, Shapiyeva Z, Shevtsov A, Freimüller K, Peintner L, Ehrhardt C, Essbauer S. First Indications of Omsk Haemorrhagic Fever Virus beyond Russia. Viruses. 2022 Apr 4;14(4):754. DOI: 10.3390/v14040754
2. Wagner E, Tukhanova N, Shin A, Turebekov N, Shapiyeva Z, Shevtsov A, Nurmakhanov T, Sutyagin V, Berdibekov A, Maikanov N, Lezdinsh I, Freimüller K, Ehmann R, Ehrhardt C, Essbauer S, Peintner L. Incidence of tick-borne spotted fever group Rickettsia species in rodents in two regions in Kazakhstan. Sci Rep. 2022 Sep 1;12(1):14872. DOI: 10.1038/s41598-022-19145-0
3. Amirgazin A, Shevtsov A, Karibayev T, Berdikulov M, Kozhakhmetova T, Syzdykova L, Ramankulov Y, Shustov AV. Highly pathogenic avian influenza virus of the A/H5N8 subtype, clade 2.3.4.4b, caused outbreaks in Kazakhstan in 2020. PeerJ. 2022 Mar 2;10:e13038. PMID: 35256921; PMCID: PMC8898005.  DOI: 10.7717/peerj.13038
4. Shevtsov A, Lukhnova L, Izbanova U, Vernadet JP, Kuibagarov M, Amirgazin A, Ramankulov Y, Vergnaud G. Bacillus anthracis Phylogeography: New Clues From Kazakhstan, Central Asia. Front Microbiol. 2021 Dec 8;12:778225.. PMID: 34956141; PMCID: PMC8692834. CiteScore Percentile – 84 (2021, Scopus); Q1 (2021, WoS); DOI: 10.3389/fmicb.2021.778225
5. Shevtsova E., Shevtsov A., Mukanov K., Filipenko M., Kamalova D., Sytnik I., Syzdykov M., Kuznetsov A, Akhmetova A., Zharova M., Karibaev T., Tarlykov P., Ramanculov E. Epidemiology of Brucellosis and Genetic Diversity of Brucella abortus in Kazakhstan. PLOS ONE | December 1, 2016, P.1-16. IF-3.54. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0167496
6. Mukantayev, K., Kanayev, D., Zhumabekova, S., Shevtsov, A., Tursunov, K., Mukanov, K., & Ramankulov, Y. (2022). Optimization of polymerase chain reaction for the identification of Roe deer, Saiga, and Siberian stag living in Kazakhstan. Veterinary world, 15(8), 2067–2071. https://doi.org/10.14202/vetworld.2022.2067-2071
7. Shevtsov, A., Cloeckaert, A., Berdimuratova, K., Shevtsova, E., Shustov, A. V., Amirgazin, A., Karibayev, T., Kamalova, D., Zygmunt, M. S., Ramanculov, Y., & Vergnaud, G. (2023). Brucella abortus in Kazakhstan, population structure and comparison with worldwide genetic diversity. Frontiers in microbiology, 14, 1106994. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1106994 Scopus: 7.8 CiteScore 2022; CiteScore percentile: 78.
8. Issabek AU, Orynbayev MB, Sultankulova KT, Amirgazin A, Zakarya KD, Omarova Z, Chervyakova OV. Genome Sequence of Atyrau-5BJN(IL18), a Recombinant Lumpy Skin Disease Virus with Knockout of Virulence Genes. Microbiol Resour Announc. 2022 Jul 21;11(7):e0038022. doi: 10.1128/mra.00380-22. Epub 2022 Jun 21. Scopus: 1.6 CiteScore 2022; CiteScore percentile: 39.
9. Klivleyeva NG, Ongarbayeva NS, Korotetskiy IS, Glebova TI, Saktaganov NT, Shamenova MG, Baimakhanova BB, Shevtsov AB, Amirgazin A, Berezin VE, Webby RJ. Coding-Complete Genome Sequence of Swine Influenza Virus Isolate A/Swine/Karaganda/04/2020 (H1N1) from Kazakhstan. Microbiol Resour Announc. 2021 Sep 30;10(39):e0078621. doi: 10.1128/MRA.00786-21. Scopus: 1.6 CiteScore 2022; CiteScore percentile: 39.
10. Zholdybayeva E, Kozhahmetova S, Tarlykov P, Atavliyeva S, Mukhtarova K, Syzdykov T, Khasenov R, Shevtsov A, Amirgazin A, Daniyarov A, Ramankulov Y. Analysis of Bacteroides fragilis Clinical Strains Isolated in Kazakhstan. Microbiol Resour Announc. 2021 Feb 4;10(5):e01311-20. doi: 10.1128/MRA.01311-20. Scopus: 1.6 CiteScore 2022; CiteScore percentile: 39.
11. Amirgazin A, Vergnaud G, Mukanov K, Kuibagarov M, Karibaev T, Ramankulov Y, Shevtsov A. Draft Genome Sequences of Three Pasteurella multocida Strains Isolated from Domestic Animals in Kazakhstan. Microbiol Resour Announc. 2020 Aug 6;9(32):e00487-20. doi: 10.1128/MRA.00487-20. Scopus: 1.6 CiteScore 2022; CiteScore percentile: 39.
12. Kuibagarov M, Amirgazin A, Vergnaud G, Shustov A, Ryskeldina A, Ramankulov Y, Shevtsov A. Draft Genome Sequence of Moraxella bovoculi Strain KZ-1, Isolated from Cattle in North Kazakhstan. Microbiol Resour Announc. 2020 Jul 23;9(30):e00670-20. doi: 10.1128/MRA.00670-20. Scopus: 1.6 CiteScore 2022; CiteScore percentile: 39.

Қол жеткізілген нәтижелер

Ірі қара малдың тұтас қанынан бөлінген ДНҚ коллекциясының үлгілері Babesia spp және Theileria spp рибосомдық оперонына таңдалған әмбебап праймерлерді пайдалана отырып, тестілеуден өткізілді. Түрлік алуантүрлілікті анықтау үшін ПТР нәтижесі бойынша оң үлгілерде 18S рРНҚ генінің фрагменті секвенирленді. Нәтижелер бойынша Қазақстанның екі оңтүстік аймағында (Жамбыл және Түркістан облыстары) Theileria spp және Babesia spp инфекцияланған ірі қара малдың ең жоғары пайызы анықталды. Екі тейлерия түрі (T. annulata және T. orientalis), сондай-ақ үш бабезия түрі (B. bigemina, B. occultans, B. major) анықталды.

Диагностикалық тұрғыдан перспективалы антигендерді анықтау мақсатында B. bigemina протеомдарының талдауы жүргізілді. Кері вакцинология әдістерін (in silico) қолдану арқылы болжанған ақуыздарға биоинформатикалық талдау жасалды. B. bigemina геномы зерттеліп, ақуыздарды кодтайтын ашық оқу рамкалары анықталды, иммундық жүйе үшін қолжетімділігі болжанған ақуыздар есептелді. Патогенді Babesia түрлері үшін таңдалған ақуыздардың гендерінің консервативтілігі талданды. Ақуыздардың физика-химиялық қасиеттеріне болжам жасалып, иммуногендік көрсеткіштері ең жоғары болып табылатын кандидаттық ақуыздар таңдалды. Таңдалған кандидаттарды клондау стратегиясы мен әдістері (экспрессия жүйелері, векторлар, өсіру және тазалау шарттары) анықталды. Екі анықталған in silico ақуыздарының нуклеотидтік тізбектерінің амплификациясы/de novo синтезі орындалды.

Диагностикалық тұрғыдан перспективті B. bigemina протеиндерінің әдебиетте сипатталған гендерінің нуклеотидтік тізбектеріне de novo амплификация/синтез жүргізілді. AMA-1 ақуызын алу үшін I және II эктодомен бөліктерінің de novo синтезі орындалды. RAP-1 антигендерін алу үшін С-терминал фрагментінің учаскесі амплификацияланды.