Микробиология. Рубрика в журнале - Вестник Пермского университета. Серия: Биология
Alarmones as bacterial persistence factor
Статья обзорная
The treatment of bacterial infections with antibiotics is significantly complicated because of the adaptive mechanisms employed by bacteria. Chronic and recurrent infections are often linked to bacterial persistence, biofilm formation, and antibiotic tolerance. These processes result in reduced metabolic activity, rendering bacteria insensitive to conventional antibiotics that primarily target actively growing cells. The stringent response, regulated by (p)ppGpp alarmone molecules, serves as a stress adaptation mechanism. It is conserved across numerous bacterial species and plays an important role in long-term survival under nutrient-depleted conditions. (p)ppGpp alarmones also play a significant role in bacterial persistence and the formation of biofilms. The pursuit of novel antibacterial agents that specifically target (p)ppGpp synthesis, thereby inhibiting the stringent response, presents a promising strategy in the battle against bacterial infections. In this context, alarmone synthetase inhibitors emerge as promising candidates for clinical application, as they have demonstrated their effectiveness in suppressing bacterial survival mechanisms, inhibiting biofilm formation, and reducing antibiotic tolerance and bacterial persistence.
Бесплатно
Статья научная
Из техногенных вод шламохранилища СКРУ-3 ОАО «Уралкалий» (г. Соликамск, Пермский край) изолирована оранжево-пигментированная галоалкалотолерантная аспорогенная бактерия (штамм RS34). Согласно филогенетическому анализу данных секвестрования гена 16S рРНК, этот штамм наиболее близок к видам рода Exiguobacterium семейства incertae sedis порядка Bacillales (93.8-99.7%). По совокупности фенотипических, хемотаксономических и генотипиче-ских признаков, исследуемый организм на данном этапе работ определен как Exiguobacterium sp. RS34 (JQ966108).
Бесплатно
Mycobacterium smegmatis обладает активными генами метаболизма полиаминов
Статья научная
На основе анализа транскриптомного и протеомного профилей впервые продемонстрирована экспрессия в клетках Mycobacterium smegmatis генов метаболизма полиаминов. Присутствие их продуктов показано как на уровне мРНК, так и в виде соответствующих ферментов. Реконструированный путь синтеза полиаминов начинается с аргинина и приводит к появлению путресцина за счёт разложения агматина. Ферментов обычного для энтеробактерий варианта наработки путресцина в результате декарбоксилирования орнитина найдено не было. Деградация полиаминов осуществляется через гамма-аминомасляную кислоту и заканчивается сукцинатом, который направляется в цикл Кребса. Хотя самих полиаминов в клетках M. smegmatis обнаружить не удалось, вероятность их фактического нахождения у микроорганизмов данной группы сохраняется, и они вполне могут проявлять себя при каких-либо стрессовых воздействиях или в специфических условиях, которые ещё предстоит выявить.
Бесплатно
Статья научная
Исследовался ответ аэробно растущих культур Escherichia coli на пероксидный стресс с применением синхронного мониторинга в реальном времени таких параметров, как pO2 (парциальное давление кислорода), рН, Eh (редокс-потенциал культуры), экстраклеточные уровни ионов K+ и S2-, в комбинации с традиционными физиолого-биохимическими и генетическими методами. Установлено, что при раннем ответе на пероксидный стресс наблюдается резкое повышение pO2 в среде, вызванное деструкцией H2O2 эндогенными каталазами. При действии 100 μM H2O2 обратимое падение скорости роста сопровождалось возрастанием экстра- и внутриклеточного глутатиона и кратковременным увеличением продукции сульфида. Обработка высокой дозой H2O2 (10 mM) приводила к ингибированию роста и снижению колониеобразующей способности (CFU), наиболее выраженных у мутантов по синтезу глутатиона. Одновременно у 8% клеток снижался мембранный потенциал, наблюдался выход части калия в среду, и возрастала экспрессия гена sulA, входящего в состав SOS-регулона. В совокупности, применение комплексного подхода позволило выявить тесную связь между ростовыми параметрами (удельная скорость роста и выживаемость), дыхательной активностью, продукцией сульфида, а также способностью бактерий к поддержанию мембранного потенциала и градиента ионов калия.
Бесплатно
SOS-система репарации ДНК у бактерий (обзор)
Статья научная
Обобщены современные представления о функционировании SOS-системы репарации ДНК у бактерий. Особое внимание уделяется функциям и структуре основного регулятора SOS- ответа, белка RecA, как участника не только репарации, но и гомологичной рекомбинации ДНК.
Бесплатно
Статья научная
Описаны цитобиохимические особенности клеток актинобактерий рода Rhodococcus в условиях перехода с углеводного на углеводородное питание. Обнаружены разнообразные способы кооперации клеток родококков в колониальной популяции: слипание пептидогликановых слоев клеточной стенки, формирование одиночных пилевидных поверхностных тяжей и множественных шишковидных выростов на наружной поверхности клеточной стенки, обеспечивающие закрепление родококков и сохранение их в гетерофазных природных средах. Выявлены наиболее типичные реакции родококков на присутствие газообразных и жидких н- алканов. Установлен сверхсинтез внеклеточных аминокислот в условиях индукции оксигеназного ферментного комплекса родококков и высказано предположение относительно фи зиологической роли данного процесса. Выявленные приспособления алканотрофных родококков рассматриваются в качестве адаптационных механизмов их выживания в специфических условиях внешней среды.
Бесплатно
Статья научная
Изучены первые этапы образования бактериями S. epidermidis 33 биопленок на поверхности полистирола. Обнаружена зависимость накопления биомассы бактериальных пленок от физико-химических факторов среды инкубирования - температуры, уровня кислотности, гидродинамических воздействий, а также физиологического состояния сорбирующихся бактерий.
Бесплатно
Активность основных ферментов синтеза полиаминов в природных изолятах Escherichia coli
Статья научная
Исследована способность природных изолятов Escherichia coli, выделенных из разных мест обитания, декарбоксилировать лизин, орнитин и аргинин. Данный признак является широко распространенным среди E. coli, поскольку лишь у 7% изолятов не было выявлено способности декарбоксилировать ни одну из трех аминокислот. Способность декарбоксилировать аргинин встречалась реже, чем способность декарбоксилировать лизин или орнитин. Природные изоляты характеризовались разными комбинациями аргинин-, орнитин- и лизиндекарбоксилазной активностей. Наиболее часто встречалось сочетание лизиндекарбоксилазной и орнитиндекарбоксилазной активности, в то время как сочетание орнитиндекарбоксилазной и аргининдекарбоксилазной активности в отсутствие способности декарбоксилировать лизин не выявлено. Зависимости наличия способности декарбоксилировать ту или иную аминокислоту изолятом от источника выделения не установлено.
Бесплатно
Статья научная
Цель исследования - изучение антибактериальной активности спиртовых и водных экстрактов из цветков двух сортов космеи дваждыперистой (Cosmos bipinnatus Cav.) - ‘Rosea’ и ‘Dazzler’ в отношении клинических штаммов S. aureus II, S. pneumonia UEV-1, E. coli 89, K. pneumoniaе SES 11/02. Проведенные исследования показали, что изучаемые экстракты, как в отношении грамположительных, так и грамотрицательных штаммов, проявляют бактериостатическую активность. В отношении S. aureus при концентрации 0.08 мкг/мл выявлена бактериостатическая активность экстрактов № 5, 11, 12. Экстракт № 6 показал антимикробное действие только при высоких концентрациях 0.96-0.8 мкг/мл. Активность в отношении S. pneumoniae проявил экстракт № 6 в диапазоне концентраций 0.96-0.32 мкг/мл; он уступал в антибактериальном действии препарату сравнения в высоких дозировках. Высокая бактериостатическая активность выявлена у экстракта № 12 в отношении E. coli, где степень подавления роста относительно контроля составляла 70%, что соответствовало минимальной изученной концентрации (0.02 мкг/мл). Препарат сравнения уступал в действии экстракту № 12 и демонстрировал сравнимый эффект при концентрации 128 мкг/мл. В отношении K. pneumoniae наилучший результат показал экстракт № 12: при наименьшей концентрации 0.02 мкг/мл он демонстрировал процент подавления роста 60%, что сопоставимо с препаратом сравнения цефтриаксон в концентрации 32 мкг/мл. Лидером явился водный экстракт № 12, полученный из цветков космеи дваждыперистой сорта ‘Dazzler’, проявивший бактериостатическую активность в отношении грамположительных и грамотрицательных тест-культур. Наиболее интенсивное действие исследованные экстракты показали в отношении грамотрицательной флоры.
Бесплатно
Статья научная
На бактериях Staphylococcus epidermidis 33 изучены бактериолитические эффекты тритона Х-100, цетавлона и низкомолекулярного амфифильного пептида варнерина. Показано, что наибольшим литическим действием обладают катионный детергент цетавлон и варнерин. Наблюдаемый в присутствии этих соединений бактериолизис обусловлен неспецифической активацией локализованных в клеточных стенках пептидогликангидролаз.
Бесплатно
Статья научная
Представлены характеристики отдельных представителей порядка Flavobacteriales, в частности, клинически значимых флавобактерий семейства Weeksellaceae. Описаны морфологические, культуральные, биохимические свойства значимых для медицины и биологии видов Chryseobacterium, Elizabethkingia и Empedobacter. Отмечен ряд их физиологических особенностей. Приведены некоторые данные о филогении этих организмов. Рассмотрены экологические характеристики, представлены сведения о некоторых видах, патогенных для человека и животных, приведены литературные данные о резистентности к современным антимикробным препаратам. Описаны клинические случаи инфицирования бактериями родов Chryseobacterium, Elizabethkingia и Empedobacter, особенности вызываемых ими заболеваний, а также приведены данные о частоте инфицирования этими микроорганизмами. Выявлено, что виды, относящиеся к порядку Flavobacteriales, могут представлять опасность для людей с ослабленным иммунитетом, с хроническими заболеваниями, такими как муковисцидоз и онкология, а также для младенцев и пожилых людей. Установлено, что представители порядка вызывают нозокомиальные инфекции. Установлено, что клинически значимые виды флавобактерий имеют природную устойчивость к широкому спектру антимикробных препаратов, что затрудняет подбор эффективной этиотропной терапии.
Бесплатно
Бактерии рода Bacillus, выделенные из почв района солеразработок
Статья научная
Из почв района солеразработок (г. Березники, Пермский край) методом накопительных культур выделено семь штаммов бактерий рода Bacillus. По результатам анализа REP- и BOX-ПЦР большинство выделенных штаммов входят в одну геномогруппу (I), штаммы SN501, И10b и И12b различаются между собой по REP- и BOX-ДНК профилям и выделены в три геномогруппы (II, III и IV, соответственно). Принадлежность штаммов SN501, И10b и И12b к разным геномогруппам подтверждена результатами рестрикционного анализа амплифицированных рибосомальных ДНК (ARDRA). Филогенетический анализ нуклеотидных последовательностей гена 16S рРНК показал, что штаммы И12b, И23 и И27 являются представителями рода Bacillus, штамм И10b принадлежит к роду Paenibacillus. Большинство штаммов растет при 9-11% NaCl в среде культивирования и в щелочных условиях (pH 7.0-9.0). Штамм Bacillus sp. SN501 растет на нафталине как единственном источнике углерода и энергии при концентрации NaCl 5%.
Бесплатно
Бактерии-деструкторы дибутилфталата, выделенные из ризосферы мятлика лугового (Poa pratensis L.)
Статья научная
Изучена способность трех бактериальных штаммов класса Actinomycetes, выделенных из ризосферы растений мятлика лугового (Poa pratensis L.), произрастающих на территории промышленных разработок Верхнекамского месторождения солей (Пермский край), к росту на дибутилфталате (ДБФ) в качестве единственного источника углерода и энергии. На основе анализа гена 16S рРНК показано, что штамм Rh7bel проявлял сходство на уровне 100% с Rhodococcus wratislaviensis NBRC 100605T, а штаммы NKDBFbel и NKDBFgelt филогенетически близки двум типовым штаммам видов Pseudarthrobacter oxydans и Pseudarthrobacter polychromogenes (сходство 99.83%). Штаммы-деструкторы ДБФ характеризуются эффективным ростом на ключевом метаболите разложения ДБФ - ортофталевой кислоте, и утилизацией этого метаболита. Штамм Rhodococcus sp. Rh7bel демонстрировал наиболее высокие показатели утилизации ДБФ: максимальную удельную скорость потребления субстрата 0.018±0.002 ч-1, утилизацию субстрата 70.7% за 72 ч. (начальная концентрация ДБФ 0.2 г/л). Таким образом, ризосферные штаммы-деструкторы ДБФ Rhodococcus sp. Rh7bel, Pseudarthrobacter sp. NKDBFbel и NKDBFgelt являются перспективными для дальнейшего изучения и разработки технологии фиторемедиации почв, загрязненных фталатами.
Бесплатно
Бактерии-деструкторы орто-фталевой кислоты, выделенные из отходов калийного производства
Статья научная
Из образцов техногенно-минеральных образований района солеразработок (г. Березники, Пермский край) выделено восемь галотолерантных штаммов-деструкторов орто-фталата. На основании морфологических, биохимических свойств и анализа нуклеотидных последовательностей гена 16S рРНК четыре изолята были отнесены к родам Rhodococcus, Pseudomonas, Bacillus. Установлено, что штаммы-деструкторы орто-фталата способны к росту на различных ароматических углеводородах и продуктах их разложения. Показана способность штаммов рода Rhodococcus использовать орто-фталат в качестве ростового субстрата в условиях повышенного содержания хлорида натрия в среде.
Бесплатно
Бактерии-деструкторы полихлорированных бифенилов из почв с различным уровнем загрязнения
Статья научная
Наличие в почвах специфического загрязнения, в частности присутствие галогенароматиче-ских соединений, привело к формированию в микробном сообществе бактерий, способных разрушать вещества группы «стойкие органические загрязнители» (СОЗ): штаммы Rhodococ-cus sp. Ch628, Microbacterium oxydans B51 и Rhodococcus erytropolis B7a эффективно разлагали как индивидуальные ПХБ, так и их промышленные смеси. В то же время, в почвах, отобранных в экологически чистом районе (Республика Бурятия), не были выявлены активные штаммы-деструкторы токсичных соединений.
Бесплатно
Статья научная
Изучено влияние биогенных полиаминов на ростовые характеристики, биопленкообразование и функционирование системы Quorum sensing бактерии Vibrio harveyi. Показана способность V. harveyi синтезировать путресцин, кадаверин и спермидин, транспортировать из среды и накапливать в клетке спермин. Установлено, что присутствие полиаминов в среде культивирования оказывает стимулирующее влияние на активность аутоиндукторов 1 и 2 системы Quorum sensing, а также на формирование бактериальных биопленок. Во всех случаях наибольшее действие оказывал спермин. Эффект полиаминов на формирование бактериальных биопленок может быть обусловлен их стимулирующим влиянием на продукцию аутоиндукторов.
Бесплатно
Биодеградация полиакриламидов почвенной микрофлорой и штаммами амидазосодержащих бактерий
Статья научная
Изучено влияние долговременной инкубации образцов дерново-луговой тяжелой суглинистой и аллювиальной луговой почв, а также песчаника нефтенасыщенного с полиакриламидами (ПАА) на количество амидазосодержащих бактерий в почве и общую амидазную активность почвенной вытяжки. Определено, что в аллювиальной и суглинистой почве при длительной инкубации с ПАА возрастает содержание микроорганизмов, обладающих амидазной активностью. Амидазная активность почвенной вытяжки за период с 6 до 34 недель возрастала на несколько порядков. Через 38 недель в аллювиальной почве отмечалась убыль ПАА, достигающая 10-37% от внесенного количества влагоудерживающего агента. Показано, что штаммы Alcaligenes faecalis 2 и Acinetobacter guillouiae 11h при росте на жидкой минеральной среде с источником углерода и ПАА как источником азота образуют биопленки на гранулах гидрогеля.
Бесплатно
Биологические способы очистки нефтезагрязненных сточных вод (обзор)
Статья научная
Рассмотрены основные способы очистки сточных вод от нефтепродуктов. Обоснована целесообразность применения для очистки нефтезагрязненных стоков биотехнологических методов, основанных на использовании биореакторов с иммобилизованной монокультурой или ассоциацией углеводородокисляющих микроорганизмов. Показаны преимущества биореакторов с псевдоожиженным слоем, обеспечивающие в условиях постоянного водного потока повышение времени удержания носителя с иммобилизованными клетками внутри реакторного блока, более равномерное распределение загрязненной воды по орошаемой площади носителя с закрепленными клетками, а также возможность использования конструкции небольших размеров без применения дополнительных систем аэрации.
Бесплатно
Биотрансформация арилалкильных сульфидов целыми клетками Rhodococcus rhodochrous ИЭГМ 66
Статья научная
В модельных экспериментах подобраны условия окислительной биотрансформации прохирального фенилметилового сульфида (тиоанизола) в соответствующий (S)-сульфоксид (ее 82%) с использованием целых клеток Rhodococcus rhodochrous ИЭГМ 66. Установлено, что наиболее высокая окислительная активность характерна для клеток родококков, включенных в матрицу поливинилового спирта. Благодаря использованию приема иммобилизации оказалось возможным использовать сульфидные субстраты в концентрациях (1.0-1.5 г/л), токсичных для свободных клеток родококков. Окислительная активность закрепленных бактериальных клеток проявляется в способности их к образованию (S)-энантиомерно обогащенных фенилметил-, пара-толилметил-, фенилэтилсульфоксидов и их последующему активному окислению в соответствующие сульфоны.
Бесплатно
Биотрансформация бетулина с использованием актинобактерий рода Rhodococcus
Статья научная
Впервые показана способность актинобактерий рода Rhodococcus к биотрансформации растительного пентациклического тритерпеноида лупанового ряда бетулина с образованием бетулона. Бетулон представляет собой продукт региоселективного окисления 3р-гидроксильной группы бетулина и является перспективным интермедиатом для получения новых биологически активных соединений. Из 104 исследованных штаммов родококков разных видов из Региональной профилированной коллекции алканотрофных микроорганизмов отобран наиболее активный штамм-биотрансформатор R. rhodochrous ИЭГМ 66. Установлено, что в присутствии 0.5 г/л бетулина растущие клетки родококков катализируют образование до 72.2% бетулона в течение 240 ч. Использование нерастущих клеток родококков позволяет существенно сократить продолжительность процесса биотрансформации бетулина, при этом уровень биоконверсии бетулина (0.5-3.0 г/л) в бетулон через 96 ч. составляет 60-75 %
Бесплатно
