Микробиология. Рубрика в журнале - Вестник Пермского университета. Серия: Биология
Биопленки углеводородокисляющих бактерий антропогенно нарушенных почв г. Когалыма
Статья научная
Определены биологические свойства и условия формирования биопленок углеводородокисляющими бактериями для их дальнейшего применения в очистке от нефтезагрязнений и рекультивации антропогенно нарушенных почв. Объектом исследования явились углеводородокисляющие микроорганизмы, выделенные из проб почв г. Когалыма: Bacillus alcalophilus WS-3027B, B. funiculus LY-2403G, B. halodurans MH-3011N, B. niacini TC-8101S, B. psychrodurans LV-1106E, Curtobacterium flaccumfaciens AE-0851V. Для выявления способности бактерий образовывать биопленки использовали метод определения степени формирования биопленок в стационарной фазе роста путем окрашивания кристаллическим фиолетовым по методу O'Toole et al. Обнаружено, что среди нефтеокисляющих микроорганизмов штаммы B. alcalophilus WS-3027B и C. flaccumfaciens AE-0851V характеризуются плотной продукцией биопленки, штаммы B. halodurans MH-3011N, B. niacini TC-8101S, B. funiculus LY-2403G, B. psychrodurans LV-1106E – умеренной продукцией биопленки. Установлены оптимальные условия образования биопленок исследуемыми микроорганизмами. Проведенное изучение биопленкообразования углеводородокисляющих бактерий открывает перспективы использования данных штаммов в качестве активных деструкторов нефтепродуктов при биоремедиации загрязненных почв.
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
Биотрансформирующая активность родококков в отношении насыщенных стеринов
Статья научная
Исследована способность родококков, принадлежащих к видам Rhodococcus erythropolis и Rhodococcus ruber, к биотрансформации стеринов с насыщенным углеродным остовом на примере 5а-холестана и его 3р-гидроксипроизводного. Отобраны штаммы, трансформирующие в присутствии н-гексадекана или глюкозы 5а-холестан-3р-ол с образованием 90-100% 5а-холестан-3-она. Методом тонкослойной хроматографии проведен качественный анализ смесей продуктов биотрансформации 5а-холестана штаммами R. erythropolis и R. ruber. В ряде экстрактов обнаружены соединения, не совпадающие по значению Rf с 5а-холестаном.
Бесплатно
Статья научная
Установлено, что типичный штамм и геноварианты Vibrio cholerae О1 при культивировании в среде AKI на разных стадиях роста выделяют в окружающую среду везикулы наружных мембран. Методом осаждения сульфатом аммония получены препараты везикул и проведена их визуализация с помощью электронной микроскопии. С применением моноклональных антител и поликлонального антитоксического конъюгата установлено наличие липополисахарида и белков наружной мембраны OmpU и OmpT, а также холерного токсина в этих структурах. На модели культуры клеток двух линий CHO-К1 и HuTu 80 показано, что в присутствии везикул наблюдаются морфологические изменения клеток-мишеней, характерные для холерного токсина. Полученные результаты дают основание предположить, что содержимое везикул наружных мембран зависит от стадии роста вибрионов, и продуцируемые ими биологически активные вещества способны вызывать повреждение клеток, тем самым провоцируя воспалительную реакцию клеток в организме хозяина.
Бесплатно
Влияние rhodococcus-биосурфактантов на фитотоксичность ионов свинца
Статья научная
Изучено влияние различных концентраций ионов свинца на прорастание семян сельскохозяй-ственных культур растений: вики полевой, горчицы белой и овса посевного в присутствии Rhodoccocus-биосурфактантов. Выявлена прямая зависимость между присутствием Rhodoc-cocus-биосурфактантов и повышением всхожести семян, роста корней и побегов проростков растений-аккумуляторов тяжелых металлов.
Бесплатно
Статья научная
Комменсальные штаммы кишечника человека Escherichia coli K12 и кожи Staphylococcus epidermidis нередко встречаются в одних и тех же атипичных биотопах, где они могут выступать инфекционными агентами. Цель работы - изучение эффективности действия хлорамфеникола, це-фтриаксона, пиобактериофага поливалентного и хлоргексидина на моновидовые и смешанные культуры условно-патогенных микроорганизмов E. coli К12 и S. epidermidis на фоне 2%-ного NaCl. Показано, что эффект цефтриаксона и хлорамфеникола, с антибактериальными свойствами только в отношении E. coli, нивелировался в условиях повышенного осмотического давления в концентрациях 12-200 мг/л в смешанной культуре. Для E. coli К12 отмечено снижение эффективности действия бактериофага при высоком осмотическом давлении, что является противоположным по отношению к S. epidermidis. Что касается хлоргексидина, то в условиях 2%-ного NaCl его действие на E. coli K12 и S. epidermidis усиливалось в моновидовых и смешанных культурах. В целом, повышение осмотического давления среды выступало синергистом ингибирования роста бактерий антибиотиками и бактериостатиком.
Бесплатно
Статья научная
В настоящем исследовании выявлена способность штамма Salinicola socius SMB35T синтезировать фитогормон – индол-3-уксусную кислоту. Продукция фитогормона зависела от фазы роста бактерии. Изучено влияние инокуляции семян ауксинсинтезирующей бактерией S. socius SMB35T на рост и холодоустойчивость озимого рапса в условиях in vitro. Установлено, что эффект являлся дозозависимым: применение 40 мг биомассы бактерии для обработки 1 г семян значительно снижало высоту побегов, отмечена тенденция к снижению длины корней, в то время как использование бактериальных клеток в концентрации в 2 раза ниже нивелировало негативный эффект и формировало тенденцию к увеличению средних показателей длины корней и высоты побегов. Исследовано действие бактериальной обработки семян на рост рапса (всхожесть и биомассу) при стрессе, вызванном низкой положительной температурой. Показано, что в условиях холода инокуляция семян ростостимулирующей концентрацией бактерии приводила к увеличению всхожести семян на 13.3% и биомассы проростков на 15.1%. Однако применение штамма S. socius SMB35T не вызвало увеличения количества осмолитов, таких как сахароза и пролин, в проростках рапса. Напротив, обнаружено значимое снижение содержания сахарозы на 35.5%. Полученные результаты свидетельствуют о других механизмах взаимодействия бактерии и растения, приведших к увеличению устойчивости к холоду растений на раннем этапе развития. Экспериментально подтверждено, что определение концентрационной специфичности и последующее изучение альтернативных молекулярных механизмов взаимодействия бактерий с растениями являются ключевыми факторами для разработки эффективных микробных препаратов.
Бесплатно
Влияние диет на состав микрофлоры кишечника и на иммунные процессы в организме человека
Статья обзорная
Диеты через формирование доминирующего микробного ядра влияют на метаболические процессы в организме, что определяет изменения в иммунном ответе индивидуума. В статье рассмотрено влияние основных диетических режимов на разнообразие и состав микрофлоры кишечника. У веганов и вегетарианцев обнаруживается большее разнообразие видов из группы Bacteroidetes, увеличивается количество молочнокислых бактерий, таких как Ruminococcus, E. rectale и Roseburia, и уменьшается количество видов Clostridium и Enterococcus. Этот тип питания способствует усилению протективных свойств кишечника за счет повышения количества бактерий, активирующих иммунные механизмы. Кетогенная диета увеличивает количество Bacteroides и Akkermansia muciniphila, с уменьшением численности протеобактерий Вifidobacteria, E. rectale, Dialister. Как результат, она меняет баланс про- и противовоспалительных механизмов в кишечнике. Безглютеновая диета вызывает снижение Bifidobacterium, Lactobacillus, Clostridium lituseburense, Faecalibacterium prausnitzii, Veillonellacea, Ruminicoccus bromii, Roseburia и увеличение доли Enterobacteriacea (в том числе Escherichia coli), Victivallaceae, Clostridiaceae и Coriobacteriaceae. Этот тип питания способствует чрезмерному росту условно-патогенных микроорганизмов и ослабляет защиту хозяина от инфекций и хронических воспалений. Диета с низким содержанием короткоцепочечных углеводов (FODMAP) может привести к уменьшению количества бифидо-, пропионибактерий, F. prausnitzii, Akkermansia, Ruminococcus и повышению популяции Clostridiaceae (Peptostreptococcus spp.) и, как результат, снижает активность иммунных механизмов. Западный тип питания приводит к снижению Bifidobacteria, Roseburia, Eubacterium, Ruminococcus, Lactobacillus, Prevotella и увеличению количества Enterobacteria, Alistipes, Bacteroides; за счет изменения состава нормальной микрофлоры увеличивает тенденцию к ожирению и ослаблению защитных свойств. При средиземноморской диете происходит увеличение концентрации F. prausnitzii, Bifidobacterium, Lactobacillus, Ruminococcus, Bacteroides и снижение количества Clostridium, E. coli. Это вызывает уменьшение количества оппортунистических микроорганизмов и активацию иммунных механизмов.
Бесплатно
Влияние доступности фосфата в среде на экспорт глутатиона из клеток Escherichia coli
Статья научная
Добавление фосфат- или сульфат-аниона в длительно голодающие по источнику фосфора и серы культуры Escherichia coli стимулировало рост бактерий и быстрый выход глутатиона (GSH) в среду. Уровень экстраклеточного глутатиона (GSH out) превышал базовое значение в 11 раз после добавления фосфата и в 20 раз после добавления сульфата. Внесение арсената натрия в длительно голодающую по фосфату культуру E. coli вызывало ингибирование роста и необратимый выход глутатиона в среду. Используя делеционные мутанты, было показано, что экспорт глутатиона может стимулироваться при входе фосфата по любой из известных для него транспортных систем. Не выявлено тесной связи между уровнем экстраклеточного глутатиона и скоростью входа фосфата в клетки. Экспорт GSH, вызванный добавлением фосфата, сопровождался преходящим повышением мембранного потенциала, увеличением продукции супероксидного аниона и требовал наличия на мембране электрохимического градиента протонов (АцЬГ). На основании полученных данных предположена следующая последовательность событий после добавления фосфата в голодающую культуру E. coli: вход фосфата в цитоплазму - изменение мембранного потенциала - повышение уровня супероксидного аниона в периплазме - стимуляция экспорта глутатиона из цитоплазмы в периплазму и среду. Результаты указывают на существование связи между трансмембранными потоками ионов и циркуляцией глутатиона.
Бесплатно
Статья научная
Исследована возможность индукции холестеролоксидазной активности родококков в отношении ??-ситостерола. Показано, что холестеролоксидазная реакция более эффективно катализируется родококками в присутствии алифатических кислот, что приводит к увеличению степени образования стигмаст-4-ен-3-она из -ситостерола. Так, в присутствии пальмитиновой кислоты родококки катализируют образование стигмаст-4-ен- 3-она до 55 %.
Бесплатно
Статья научная
Для выживания в неблагоприятных условиях внешней среды бактерии рода Enterococcus инициируют различные оборонительные стратегии. Например, они способны переходить в некультивируемое, но жизнеспособное состояние (VBNC – viable but noncultivable) или образовывать биопленки. Биопленка представляет собой пористую и сложную структуру, образованную микроорганизмами одного или нескольких видов, организованную в несколько слоев клеток, необратимо прикрепленных к биотической или абиотической поверхностям и заключенную в матрицу, состоящую из внеклеточных полимерных веществ. Цель настоящего исследования − изучить влияние меди на образование биопленок представителями рода Enterococcus, выделенных в период с 10 марта 2018 г. по 24 сентября 2020 г. из водной экосистемы с антропогенной нагрузкой. В результате исследования процесса формирования биопленок установлено изменение морфологии биопленок в зависимости от присутствия меди, концентрации и конкретного вида энтерококков.
Бесплатно
Статья научная
Изучено действие уксуснокислого свинца на состав и биохимическую активность микроорганизмов в дерново-бурой почве различных экосистем. Установлена высокая отзывчивость микроорганизмов на внесение минеральных удобрений, которые способны нивелировать ингибирующее действие низких доз поллютантов.
Бесплатно
Влияние многостенных углеродных нанотрубок на биопленкообразование Escherichia coli
Статья научная
Исследовано влияние очищенных и неочищенных многостенных углеродных нанотрубок на процесс биопленкообразования штаммов Escherichia coli, выделенных из разных источников. Показано, что углеродные наноматериалы в среде культивирования не ингибируют биопленкообразование, а на 1-3 сут. роста приводят к формированию более массивных биопленок некоторых штаммов. Отмечено достоверно более интенсивное разрушение зрелых биопленок E. coli К12, E. сoli K12 TG1 (pXen7) и одного природного штамма в присутствии углеродных нанотрубок в среде. Не обнаружено четкой зависимости биопленкообразования и разрушения сформированных биопленок от степени очистки нанотрубок.
Бесплатно
Влияние новых изолятов молочнокислых бактерий на развитие и выживание гидробионтов
Статья научная
Выделены и изучены новые изоляты молочнокислых бактерий, перспективные для использования в составе кормов для гидробионтов. В ходе исследования выделено 9 изолятов молочнокислых бактерий и изучены их физиолого-биохимические и производственно-ценные свойства. Выделенные изоляты обладают достаточно хорошей активностью кислотообразования (56.5-110 Т°), выраженной сахаролитической активностью (расщепляют глюкозу, лактозу, сахарозу, мальтозу и галактозу), способностью развиваться при высоких концентрациях NaCl. Для изучения эффективности использования молочнокислых бактерий в составе кормов использовали 4 наиболее активных изолята. В результате включения в аквариумные корма изучаемых изолятов установлено положительное действие двух изолятов на рыбоводно-биологические показатели рыб. Полученные данные свидетельствует одновременно о биологической безопасности исследуемых культур, а также об увеличении интенсивности роста аквариумных рыб.
Бесплатно
Статья научная
Исследовано влияние одностенных углеродных нанотрубок (ОУНТ) на формирование и разрушение биопленок протеобактерий активного ила и актинобактерий рода Rhodococcus. Показано, что ОУНТ не ингибирует формирование биопленок этих бактерий и не вызывает их разрушения, при этом в присутствии ОУНТ формируются значительно более массивные биопленки Alcaligenes faecalis 2 и Acinetobacter guillouiae 11h. Показано, что уровень дегидрогеназной активности, оцененный по восстановлению соли тетразолия до формазана, у клеток биопленок, формируемых в присутствии ОУНТ, превышал таковой биопленок в контроле.
Бесплатно
Статья научная
Изучена биологическая активность двух представителей оксопроизводных азотсодержащих гетероциклов CBR-384 и CBR-386, планируемых к использованию в качестве лекарственных препаратов, на растущие аэробно грамотрицательные бактерии Escherichia coli. Соединение CBR-384 полностью ингибировало скорость роста и накопление биомассы, оцениваемое по измерению оптической плотности (OD600). Непрерывная регистрация растворенного кислорода (dO2) электродом Кларка прямо в растущей культуре показало, что CBR-384 вызывал быстрое и необратимое повышение уровня кислорода в среде, что свидетельствовало о снижении дыхательной активности клеток. По времени, фаза быстрого падения дыхания совпадала с фазой снижения скорости роста. В аэробных культурах E. coli дыхательная активность тесно связана с генерацией мембранного потенциала. Однако при действии CBR-384 было обнаружено лишь небольшое, но статистически значимое снижение мембранного потенциала, измеряемого с помощью флуоресцентного красителя DiBAC4(3). Известно, что в аэробных культурах E. coli, растущих на сульфате, как источнике серы, стресс-индуцируемое ингибирование роста сопровождается увеличением экстраклеточного глутатиона (GSH) и экспортом H2S. Использование сульфид-специфического электрода выявило, что при остановке роста E. coli при действии CBR-384 также наблюдается экспорт сульфида в среду. В этих условиях отмечено также увеличение внеклеточного GSH. Влияние CBR-386 на E. coli, оцениваемое по четырем указанным параметрам, было выражено слабее. Различия в биологической активности CBR-384 и CBR-386 могут быть связаны с различиями их структур.
Бесплатно
Статья научная
С использованием генных слияний на основе репортерного гена lacZ изучено влияние метанола и диметилсульфоксида на экспрессию генов, участвующих в адаптации E. coli к различным неблагоприятным внешним воздействиям. Установлено, что добавка 5%-ного диметилсульфоксида вызывает увеличение уровня экспрессии генов sodA, fpr, rmf, cadA и снижение уровня экспрессии генов mar, ompF, rpoS, ldcC и не оказывает влияния на экспрессию soxS, micF, nfo, oxyR и katG. Из числа вышеназванных генов при добавке 5%-ного метанола наблюдалось увеличение экспрессии soxS, sodA, fpr, katG, rmf и снижение экспрессии ldcC, mar, ompF. Повышение уровня экспрессии генов антиоксидантной защиты (soxS, sodA, fpr, katG) на первых этапах воздействия растворителей может свидетельствовать о развитии окислительного стресса в бактериальных клетках. Двукратное снижение экспрессии генов, кодирующих транскрипционные регуляторы, под контролем которых находятся общие адаптивные ответы на стресс (rpoS) и действие антибиотиков (mar), в присутствии диметилсульфоксида может рассматриваться как одна из причин антибактериального действия данного соединения.
Бесплатно
Влияние особенностей микробиома органов малого таза на репродуктивное здоровье женщины
Статья обзорная
Среди множества причин женского бесплодия выделяют особенности состава «нормального» микробиома, характеризующегося: межвидовыми изменениями соотношения представителей рода Lactobacillus; количественным дисбалансом лактобактерий с представителями других видов микроорганизмов, содержащихся во влагалище и в матке; воспалительными заболеваниями органов малого таза; тенденцией к образованию биопленок, способствующих прогрессированию антибиотикорезистентности, и т.д. Органы малого таза содержат свой собственный типичный микробиом, который составляет 9% общей популяции бактерий у женщин. Среди спектра видов микроорганизмов в женском половом тракте в основном доминируют виды Lactobacillus, которые считаются одними из самых важных микроорганизмов. Хотя существование вагинального микробиома было давно установлено, верхний отдел репродуктивного тракта считался стерильной средой, с предположением, что присутствие бактерий связано с неблагоприятными клиническими проявлениями. Однако современные исследования выявили определенные закономерности микробиома, колонизирующего матку, эндометрий, фаллопиевы трубы, яичники и плаценту. Бактериальная колонизация этих участков отличается от вагинальной, несмотря на доказательства того, что вагинальные бактерии могут подниматься в верхние половые пути через шейку матки. В обзоре представлены систематизированные научные данные о микробиоме нижнего и верхнего отделов репродуктивного тракта женщин. Рассмотрены вопросы влияния микробиома органов малого таза на репродуктивное здоровье женщины. Обоснована целесообразность оценки состояния микробиома органов малого таза на всех этапах мониторинга здоровья женщины в системе гинекологических учреждений, которая может стать полезным инструментом скрининга успешной репродуктивной функции.
Бесплатно
Статья научная
Изучено влияние шести психротолерантных метилотрофных бактерий, выделенных из образцов мохово-лишайниковой растительности и водных объектов на территории Антарктических оазисов и горных районов республики Алтай на рост, пигментный состав и накопление белка и углеводов в культуре зелёной микроводоросли Chlorella vulgaris при температурах +10 и +20°С. Стандартные графики роста хлореллы без бактериальной суспензии при +20 и +10°С выходили на плато на 5-6 и 9 сутки соответственно, достигая 30 и 16^106 кл/мл. Установлено, что пять из шести психротолерантных штаммов при совместном культивировании с хлореллой при температуре +10°С на численность хлореллы, содержание пигментов и концентрацию белка влияния не оказывали. Положительное воздействие выявлено только для хПргЗ, в частности на содержание углеводов. Также обнаружен негативный эффект Бел19 на численность хлореллы и содержание пигментов при +10°С. При культивировании хлореллы со штаммами бактерий при температуре +20°С выявлено увеличение численности водорослей с хПргЗ, концентрации хлорофилла а с Бел19 (119% от контроля), углеводов с изолятом хПрг17 и содержания внутриклеточного белка хлореллы с Ал5, Бел19, Бел62 и хПрг17.
Бесплатно
