Жобаның негізгі идеясы – ауылшаруашылық малдарындағы токсоплазмоздың серологиялық диагностикасы үшін ең перспективалы үш антигеннің иммунды-доминанттық тізбегінен тұратын Toxoplasma gondii рекомбинантты химерлік ақуызының негізінде ферментпен байланысты иммуносорбенттік талдауды жасау. Жоба адам инфекциясының негізгі көзі болып табылатын ауылшаруашылығы малдары арасында токсоплазмоздың таралуына байланысты мәселелерді шешуге бағытталған. Химерлік ақуызға негізделген иммуноферменттік талдау диагностикасының тиімділігін арттырады және токсоплазмозға қатысты эпидемиологиялық жағдайды жақсартады.
Токсоплазмоз – адам мен барлық дерлік жылы қанды жануарларды зақымдайтын Toxoplasma gondii жасушаішілік паразитінен туындаған кең таралған зооноздық инфекция. Адамдар токсоплазмозбен ауырған жануарлардың шикі немесе шала піскен етін, сондай-ақ ооцистпен ластанған тағамды немесе суды тұтыну арқылы жұқтырады. Паразиттердің негізгі таратушылары – мысықтар. Олар нәжіспен бірге миллиондаған паразиттік ооцисталарды қоршаған ортаға бөліп шығарады, олар спора түзгеннен кейін суда және топырақта ұзақ уақыт бойы инфекциялық күйде қалуы мүмкін және аралық иелерін, соның ішінде адамдар мен басқа жануарларға жұғуына жауапты. Ауру әдетте симптомсыз болып табылады немесе тұмауға ұқсас белгілермен және басқа да спецификалық емес клиникалық белгілермен көрінуі мүмкін. Дегенмен, иммунитеті төмен науқастарда ауру ауыр және тіпті өлімге әкелуі мүмкін. Бұл ауру әсіресе жүкті әйелдер үшін қауіпті, өйткені ол плацента арқылы анадан ұрыққа тігінен беріледі. Инфекция гидроцефалия, ақыл-ой дамуының тежелуі, құрысулар, ұрықтың өлімі және түсік түсіру сияқты жүрек және ми ақаулары бар ауыр неврологиялық немесе көз ауруларына әкелуі мүмкін. Ауылшаруашылық малдарында, әсіресе қойлар мен ешкілерде инфекция түсік түсіруге, ұрықтың мумиялануына немесе мацерациясына, құрсақішілік эмбрионалдық өліміне, жас төлдердің өлі тууына немесе босанғаннан кейінгі өліміне әкелуі мүмкін, бұл бүкіл дүние жүзінде қой мен ешкі шаруашылығына қауіп төндіреді. Тірі қалған төлдер көбінесе әлсіз және басқа ауруларға бейім. Тірі қалған төлдер көбінесе әлсіз және басқа ауруларға бейім болады. Ауылшаруашылығы малдарының өнімділігі көбінесе олардың репродуктивтік тиімділігіне байланысты. Қарапайымдылардың, бактериялардың және вирустардың кең ауқымынан туындаған ұрықтың өлім-жітімінің жоғары деңгейі ауылшаруашылық өнеркәсібі мен күйіс қайыратын фермалардағы экономикалық шығынның негізгі себебі болып табылады. 2012 жылы Азық-түлік стандарттары агенттігінің Микробиологиялық қауіпсіздік жөніндегі консультативтік комитеті жариялаған есебі бойынша, адам токсоплазмозы Америка Құрама Штаттарында тамақтан болатын аурулардан болатын өлімнің екінші негізгі себебі болды, бұл барлық өлімнің 24% -ын, Salmonella spp. үшін 28% -ын құрайды. Оның үстіне қой етін тұтыну адам ауруларының 30 пайызының себебі болды. Айта кету керек, Қазақстанда ірі және ұсақ қара малдың токсоплазмозының эпизоотологиясы туралы деректер жоқ, ал бұл малдардың еті елімізде кеңінен тұтынылады және токсоплазмоздың адамға жұғуының маңызды көзі болуы мүмкін.
Гендік инженериядағы жетістіктердің арқасында бүгінгі күні енді рекомбинантты өнімдерді құруда мүлдем жаңа химерлік антигендер деп аталатын лизирленген тұтас паразиттің нативті антигендерін алмастыратын тәсіл пайда болды. Химерлік рекомбинантты антигендер бірнеше T. gondii антигендерінің әртүрлі иммунореактивті эпитоптарын қамтуы мүмкін. Химерлік рекомбинантты антигендердің жеке рекомбинантты антигендерден артықшылығы иммунологиялық тесттердің жоғары сезімталдығы мен соңғы өнімнің өзіндік құнының төмендеуі болып табылады. Бұл үш ақуыздың иммунды-доминанттықаймақтарын тасымалдайтын бір химерлі рекомбинантты антигенді өндіру үш рекомбинантты ақуызды бөлек өндірумен салыстырғанда айтарлықтай аз шығындарды талап ететініне байланысты. Жобаның ғылыми жаңалығы ауылшаруашылығы малдарының (сиырлар, қойлар және ешкілер) қан сарысуында IgG антиденелерін анықтауға арналған рекомбинантты химерлі антигендер негізіндегі ИФТ тест-жүйесін жасауда.
Сиырлар, қойлар және ешкілердегі токсоплазмозды диагностикалау үшін ең перспективті үш антигеннің комбинациясынан тұратын рекомбинантты химерлік ақуыз негізінде иммуноферментті талдауды жасау.
Ауылшаруашылығы малдарының токсоплазмозын диагностикалау үшін рекомбинантты химерлік антигенге негізделген ИФТ тесті әзірленеді. Зерттеудің бірінші кезеңінде T. gondii-нің белгілі иммунды-доминанттық антигендері талданады және ең перспективті үш ақуыз таңдалады. Әрі қарай рекомбинантты химерлік T. gondii антигенін өндіретін микроағзалардың штамдары алынады және оны оқшаулау мен тазарту параметрлері пысықталады. Келесі кезеңде нативті лизистелген T. gondii антигенінің препараттық өндірісі пысықталады. Алынған рекомбинантты химерлік T. gondii антигенінің биохимиялық қасиеттері nanoLC-MS/MS спектрометрия әдістерін қолдану арқылы зерттелетін болады. Ақуыздардың иммунологиялық және диагностикалық қасиеттері зерттеледі. Соңғы кезеңде ИФТ тестінің негізгі параметрлері оңтайландырылып, оның тиімділігі зерттеледі.
Турсунов Канат Ахметович, PhD, h-индекс 3 (Author ID Scopus – 57193579180, Researcher ID Web of Science N-6319-2017).
Мұқантаев Қанатбек Найзабекұлы, жоғары, биология ғылымдарының докторы, доцент. h-индекс 4, Зерттеушінің идентификаторы: AAM-8674-2020; ORCID: 0000-0002-6048-0232; Автордың идентификаторы Scopus: 57211138932.
Әдіш Жансая Батырбекқызы, жоғары, биология мамандығының PhD докторанты. Зерттеушінің идентификаторы: AAW-7200-2020; Scopus авторының идентификаторы: 57202535857; ORCID: 0000-0001-9527-8774.
Қанаев Дархан Бабанұлы, жоғары, биология ғылымдарының магистрі. Зерттеушінің ID: N-6950-2017; ORCID: 0000-0001-9569-9034; Scopus авторының идентификаторы: 278641.
Тоқтарова Лаура Әбдіхалыққызы, жоғары, технология ғылымдарының магистрі. (ORCID: 0000-0003-4386-993X).
1. Borovikov, S., Tursunov, K., Syzdykova, A., Begenova, A., Zhakhina, A. (2023) Expression of recombinant Omp18 and MOMP of Campylobacter jejuni and the determination of their suitability as antigens for serological diagnosis of campylobacteriosis in animals Veterinary World, 16(1), 222–228. https://doi.org/10.14202/vetworld.2023.222-228. Percentile – 80.
2. Tursunov, K., Tokhtarova, L., Kanayev, D., Mustafina, R., and Mukantayev, K. (2022) Effect of thioredoxin on the immunogenicity of the recombinant P32 protein of lumpy skin disease virus, Veterinary World, 15(10): 2384–2390. https://doi.org/10.14202/vetworld.2022.2384-2390. Q2. Percentile – 79.
3. Mukantayev, K., Kanayev, D., Zhumabekova, S., Shevtsov, A., Tursunov, K., Mukanov, K., and 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. Q2. Percentile – 79.
4. Adish Zhansaya, Mukantayev Kanatbek, Tursunov Kanat, Ingirbay Bakhytkali, Kanayev Darkhan, Kulyyassov Arman, Tarlykov Pavel, Mukanov Kasym, Ramankulov Yerlan. Recombinant Expression and Purification of Extracellular Domain of the Programmed Cell Death Protein Receptor. Reports of Biochemistry & Molecular Biology, 2020, Vol.8, No.4, http://rbmb.net/article-1-391-en.pdf3, Q3. Percentile – 46.
5. Mukanov, K.K., Adish, Z.B., Mukantayev, K.N., Tursunov, K.A., Kairova, Z.K., Kaukabayeva, G.K. Kulyyassov, A.T., Tarlykov, P.V. Recombinant expression and purification of adenocarcinoma gpr161 receptor. Asia-Pacific Journal of Molecular Biology and Biotechnology, 2019, 27(4), P.85–95. https://doi.org/10.35118/apjmbb.2019.027.4.10 Q4.
6. Khilyas, I.V., Tursunov, K.A., Shirshikova, T.V., Kamaletdinova, L.K., Matrosova, L.E., Desai, P. T., McClelland, M., Bogomolnaya, L.M. Genome Sequence of Pigmented Siderophore-Producing Strain Serratia marcescens SM6. Microbiology Resource Announcements, 2019, 8(18). https://doi.org/10.1128/mra.00247-19. Q4, Percentile – 29, Citations – 13.
7. Mukantayev K.N., Tursunov K.A., Kanayev D.B., Tokhtarova L., Ramankulov Ye. M., Mukanov K.K. Obtaining strain-producer of recombinant hexon of bovine adenovirus type 3. Eurasian Journal of Applied Biotechnology, 2019, Vol.1, 73-84. https://doi.org/10.11134/btp.1.2019.9.
8. Adish Zh., Mukantaev K.N., Tursunov K.A., Kaukabayeva G.K., Kanaev D.B., Ramankulov Ye.M., Mukanov K.K. Obtaining and determination of immunogenic properties of TRX-PD-1 recombinant protein. Eurasian Journal of Applied Biotechnology, 2019, Vol.1, 33-42. https://doi.org/10.11134/btp.1.2019.3.
9. Bulashev A., Jakubowski T., Mukantayev K., Tursunov K., Kiyan V., Zhumalin A. Using combined recombinant protein in the diagnosis of bovine brucellosis. Med. Weter. 2018, 74 (3), 193-198. www.doi.org/10.21521/mw.6079. Q3.
10. Bulashev, A., Jakubowski, T., Tursunov, K., Kiyan, V., Zhumalin, A. Immunogenicity and antigenicity of Brucella recombinant outer membrane proteins. Veterinarija Ir Zootechnika, 2018, 76(98), 17–24. https://vetzoo.lsmuni.lt/data/vols/2018/76/pdf/bulashev.pdf Q4.
11. Kanatbek Mukantayev, Kanat Tursunov, Guljan Raimbek, Alexander Shustov, Asem Begaliyeva, Bakhytkali Ingirbay, Kasym Mukanov, Erlan Ramanculov. Immunochromatographic assay for diagnosis of bovine leukaemia virus infection in cows using the recombinant protein gp51. ISSN 1392-2130. Veterinarija Ir Zootechnika (Vet Med Zoot). T. 2018, 76 (98). p. 34-40. https://vetzoo.lsmuni.lt/data/vols/2018/76/pdf/mukantayev.pdf. Q4.
12. Mukantayev, K., K. Tursunov, B. Ingirbay, Z. Adish, M. Azhibayeva, Z. Kairova, E. Ramankulov, K. Mukanov and A. Shustov. Immunochromatographic assay for the foot-and-mouth disease utilizing recombinant nonstructural proteins 2C, 3A, 3B and 3D. Bulgarian Journal Agricultural Science, 2018, 24 (3): 489–496. https://www.agrojournal.org/24/03-21.html. Q4. Percentile – 45.
13. Bulashev, A., Jakubowski, T., Tursunov, K., Kiyan, V., Zhumalin, A. Immunogenicity and antigenicity of Brucella recombinant outer membrane proteins. Veterinarija Ir Zootechnika, 2018, 76(98), 17–24. https://vetzoo.lsmuni.lt/data/vols/2018/76/pdf/bulashev.pdf Q4, Percentile – 23, Citations – 4.
14. Tursunov K., Begaliyeva A., Ingirbay B., Mukanov K., Ramanculov E., Shustov A., Mukantayev K. Cloning and expression of fragment of the rabies virus nucleoprotein gene in Escherichia coli and evaluation of antigenicity of the expression product. Iranian Journal of Veterinary Research. – 2017. –Vol.18, No. 1, Ser. No. 58, P.36-42. PMID: 28588631 PMCID: PMC5454577. Q3, Percentile – 45, Citations – 4.
15. Штамм микроорганизма Escherichia coli BL21(DE3)/pET32/NPRV продуцент рекомбинантного нуклеопротеина вируса бешенства. Удостоверение автора №101822. Мукантаев К.Н., Шустов А.В., Турсунов К.А., Інірбай Б., Әдіш Ж., Раманкулов Е.М., Муканов К.К.
16. Штамм микроорганизма Escherichia coli BL21(DE3)/pET32/OmpBm-Ba продуцент рекомбинантного химерного белка внешней мембраны бруцелл. Удостоверение автора №104361. Булашев А.К., Турсунов К.А., Жумалин А.Х, Мукантаев К.Н.
17. Штамм микроорганизма Escherichia coli BL21(DE3) pET28a/Omp19/31 – продуцент химерного рекомбинантного белка внешней мембраны бруцелл. Патент на изобретение № 35776. 29.07.2022. Булашев А.К., Акибеков О.С., Іңірбай Б.Қ., Мукантаев К.Н., Сыздыкова А.С., Сураншиев Ж.А., Турсунов К.А.
18. Генетическая конструкция Pet28/CTLA-4, обеспечивающая продукцию внеклеточного домена рецептора CTLA-4 человека в трансформированных E. coli. Патент на изобретение № 36343. 18.08.2023. Мукантаев К.Н., Муканов К.К., Турсунов К.А., Әдіш Ж.Б., Раманкулов Е.М.
19. Генетическая конструкция pET32/P32, предназначенная для экспрессии гена Р32 вируса нодулярного дерматита крупного рогатого скота. Патент на изобретение № 36373. 22.09.2023. Мукантаев К.Н., Муканов К.К., Турсунов К.А., Іңірбай Б.Қ., Әдіш Ж.Б., Раманкулов Е.М.
2023 ж.
pGEM-T векторы негізінде T. gondii-дің SAG1, SAG2 және GRA7 ақуыздары аминқышқылдарының тізбегін тасымалдайтын генетикалық құрылым алынды. Осы мақсатта NCBI дерекқорынан он T. gondii ақуызы таңдалып, талданды. Әрі қарай T. gondii паразитінің химерлік ақуызының генін алып жүретін pET28 экспрессиялық векторына негізделген генетикалық құрылым алынды. Алынған рекомбинантты плазмида электропорация көмегімен электрокомпетентті E. coli BL21(DE3) жасушаларына трансформацияланды. Оң колониялар қоректік ортада үлкен көлемде өсірілді, содан кейін рекомбинантты ақуыздың экспрессиясы анықталды. Ақуыз экспрессиясы үшін ең оңтайлы IPTG концентрациясы 0,2 мМ, инкубациялық температура 37°С, оңтайлы инкубация уақыты 16-18 сағат екені анықталды. Алынған штамм молекулалық салмағы шамамен 38 кДа болатын рекомбинантты химерлік ақуызды өндіреді. Рекомбинантты химерлік ақуызды бөліп алу және тазарту әдістері пысықталды.