научный журнал по биологии Микробиология ISSN: 0026-3656

ВЕЛИЖИНСКАЯ Т.А., ДЕНИВАРОВА Н.А., КУРИНЕНКО Б.М., ЧЕРЕПНЕВ Г.В., ЯКОВЛЕВА Г.Ю. — 2007 г.

Методом проточной цитофлуориметрии установлено, что трансмембранный потенциал ( ) клеток популяции Escherichia coli K12 в фазе логарифмического роста имеет высокое значение и только в лаг-фазе и в стационарной фазе популяция делится на две субпопуляции – с низким и высоким значениями клеток. В присутствии 200 мг/л 2,4,6-тринитротолуола (ТНТ) бимодальный характер клеток в популяции имеет место на протяжении всей фазы роста, практически, до полной элиминации ТНТ из среды культивирования (18–20 мг/л). При этом суммарное значение клеток популяции в присутствии ТНТ значительно ниже суммарного значения популяции клеток контроля за счет преобладания субпопуляции с низким значением . После элиминации ТНТ клеток полуляции приобретает унимодальный характер и приближается к значению клеток начала фазы логарифмического роста популяции клеток контроля. Полученные результаты авторы обсуждают с позиции гетерогенности культуры Escherichia coli K12 как адаптивного механизма в присутствии ксенобиотика.

БОРЕЦКИЙ Ю.Р., ПРОКОПИВ Т.М., СИБИРНЫЙ А.А., ФАЮРА Л.Р., ФЕДОРОВИЧ Д.В. — 2007 г.

Дрожжи Pichia guilliermondii способны к сверхсинтезу рибофлавина в условиях дефицита железа. Мутанты rib80, hit1 и red6 этого вида дрожжей с нарушенной регуляцией биосинтеза рибофлавина, характеризуются также повышенным содержанием железа в клетках и митохондриях, морфологическими изменениями митохондрий, снижением скорости роста (кроме red6) и дыхательной активности. В условиях оптимального обеспечения железом мутации rib80 и red6 вызывают снижение активности Fe-S кластерных белков (аконитазы и флавоцитохрома b2) в 1.5–1.8 раза, а мутация hit1 – в 6 раз. В условиях дефицита железа активность этих ферментов у всех исследованных штаммов находится на приблизительно одинаковом низком уровне.

ГРИШИН Е.В., ДАНИЛЕВИЧ В.Н., ДУДА В.И., СУЗИНА Н.Е. — 2007 г.

Ранее была разработана процедура получения ДНК-содержащих клеточных оболочек (“микромумий”) бактерий, дрожжей и грибов с помощью солей-хаотропов и показана возможность их прямого использования в ПЦР. С помощью электронно-микроскопических методов была изучена тонкая структура микромумий. В настоящей работе установлено, что дополнительная обработка микромумий дрожжей и грамположительных бактерий с помощью протеиназы К приводит к гидролитическому расщеплению клеточных белков и резкому увеличению проницаемости клеточной стенки по отношению к макромолекулам (ДНК). Это приводит к повышению эффективности ПЦР ex situ с использованием образующихся микромумий после их отмывки от продуктов гидролиза белков и протеиназы К. Результаты электронно-микроскопического изучения ультратонких срезов дрожжей (Pichia pastoris, Saccharonryces cerevisiae) и грамположительных бактерий (Micrococcus luteus, Arthrobacter globiformis, Bacillus subtilis) подтверждают биохимические данные о том, что воздействие солей-хаотропов и протеиназы К приводит к разрыхлению клеточных стенок микроорганизмов и уменьшению количества внутриклеточного белка. При этом клеточные стенки в основном сохраняют свою целостность (непрерывность) и исходную сферическую или палочковидную форму. Выбраны оптимальные режимы обработки клеток различных видов микроорганизмов солями-хаотропами и протеиназой К для получения пермеабилизованных клеточных оболочек, содержащих денатурированную или нативную ДНК.

СЕВЕРИНОВ К.В., СИУНОВ А.В., СОЛОНИН А.С., ШАДРИН А.М., ШАПЫРИНА Е.В. — 2007 г.

С помощью BcREP-фингерпринтирования была установлена филогенетическая взаимосвязь 40 штаммов группы Bacillus cereus. Методом ПЦР показано, что частота встречаемости генов цитотоксина К (cytK) и гемолизина II (hlyII) составляет 61 и 56% соответственно. При этом ген регулятора гемолизина II (hlyIIR) встречается совместно с hlyII. Сопоставление результатов фингерпринтирования, ПЦР и ПДРФ генов токсинов показало, что бактерии с генотипами hlyII+ и cytK+ не образовывали отдельных кластеров. Однако у микроорганизмов со сходными фингерпринтами обнаруживались однотипные гены токсинов. Предложенный вариант ПДРФ анализа позволил четко различать гены cytK1 и cytK2. Двадцать три штамма, обладающие генами cytK, не несли опасного для млекопитающих cytK1. Помимо этого, вся коллекция микроорганизмов была проверена на способность к росту при 4°С. Таким свойством обладали 5 штаммов, которые, скорее всего, следует позиционировать как B. weihenstephanensis. Два из пяти психротолерантных микроорганизма несли однотипный по ПДРФ вариант гена гемолизина II. Ни один из пяти штаммов не обладал геном cytK. Эти штаммы не формировали близких групп при кластеризации использованным нами методом BcREP фингерпринтов.

БЕЛЬКОВА Н.Л., ЛАПТЕВА Н.А., ПАРФЕНОВА В.В. — 2007 г.

Из водной толщи оз. Байкал выделены штаммы простекобактерий родов Сaulobacter и Brevundimonas. Описаны методы их выделения, определения численности, показана частота встречаемости и пространственное распределение в озере. Характеристика видового состава культивируемых простекатных бактерий представлена на основе определения методами классической, а некультивируемых – молекулярной микробиологии. Проведен сравнительный и филогенетический анализ ДНК-последовательностей некультивируемых бактерий, имеющих гомологию с представителями альфа-подгруппы протеобактерий. Показано, что среди некультивируемых альфа-протеобактерий в водной толще озера, кроме видов Caulobacter vibrioides и C. leidyi, установленных методами классической микробиологии, есть и бактерии с неопределенным филогенетическим положением.

БОНЧ-ОСМОЛОВСКАЯ Е.А., ПИМЕНОВ Н.В., РУСАНОВ И.И., СЛЕПОВА Т.В., СОКОЛОВА Т.Г. — 2007 г.

С помощью радиоизотопного метода исследована интенсивность трансформации СО чистой культурой анаэробной термофильной СО-окисляющей/Н2-образующей бактерии, штамма 1503 pода Carboxydocella. Общая интенсивность потребления 14 бактерией составила 38–56 мкмоль СО/мл культуры в сутки. Разработан радиоизотопный метод для разделения и количественного определения продуктов анаэробной трансформации СО микробными сообществами горячих источников. Новый метод был апробирован на микробном сообществе из пробы горячего источника Камчатки. Потенциальная активность трансформации СО анаэробным микробным сообществом составила 40.75 нмоль СО/см3 осадка в сутки. 85% от использованного 14 окисляется до углекислого газа, 14.5% включается в растворенное органическое вещество, в том числе 0.2% – в летучие жирные кислоты, 0.5% идет на построение клеточной биомассы и лишь чуть более 0.001% переходит в метан.

ВИШНЕВСКАЯ Н.А., СТРУННИКОВА О.К., ТИХОНОВИЧ И.А., ЧЕБОТАРЬ В.К., ШАХНАЗАРОВА В.Ю. — 2007 г.

Развитие Fusarium culmorum и Pseudomonas fluorescens в почве и взаимоотношения между ними были изучены с использованием мембранных фильтров, на которых гриб, бактерию или оба микроорганизма, нанесенных на один фильтр, инкубировали в почве. F. culmorum идентифицировали непрямым методом иммунофлуоресценции, для визуализации P. fluorescens использовали GUS-меченный штамм. Было установлено, что F. culmorum, внесенный в почву, способен развиваться в ней как сапротроф, формируя мицелий, макроконидии и незначительное количество хламидоспор. Внесение глюкозы и целлюлозы привело к увеличению плотности мицелия и макроконидий F. culmorum. P. fluorescens подавлял развитие мицелия F. culmorum в почве, но стимулировал формирование грибом хламидоспор. Снижение плотности мицелия в присутствии P. fluorescens было больше в почве без добавок и меньше при внесении глюкозы или целлюлозы. F. culmorum не влиял существенно на рост P. fluorescens в почве.

ИСАЕВА А.С., КУЛИКОВ Е.Е., ЛЕТАРОВ А.В., МАНЫКИН А.А., РОТКИНА А.С. — 2007 г.

Сложное целлюлозолитическое микробное сообщество кишечника лошадей представляет собой удобную модельную систему для исследований экологии бактериофагов в природных местообитаниях. Это сообщество, локализованное в нижних отделах кишечника лошади, не подвергается перевариванию, как в микробном сообществе рубца жвачных животных. Условия его существования весьма стабильны, так как рацион лошадей практически не меняется, а потребление пищи и дефекация происходят значительно чаще, чем длится пищеварительный цикл. В статье приводятся результаты предварительного анализа структуры и динамики вирусного сообщества фекалий лошадей, сочетающего прямые и культуральные методы исследования. В образцах фекалий лошади обнаружено более 60 морфологически различимых типов фагов, большинство из которых представлено единственной частицей. Это свидетельствует о том, что сообщество насчитывает не менее нескольких сотен различных типов вирусов. Некоторые типы фагов доминируют, составляя от 5 до 11% от общего числа изученных частиц. Наиболее многочисленный тип фагов обладал необычной морфологией: очень длинным и гибким несократимым хвостом (около 700 нм) при диаметре головки около 100 нм. Было отмечено еще несколько типов фагов с похожей, но не идентичной морфологией. Проведенный мониторинг численности высеваемых колифагов у 3 животных обнаружил, что вирусные популяции в кишечнике лошади подвержены существенным колебаниям численности. Максимальный размах титров колифагов за время наблюдения составил 4 порядка (от 103 до 107 бляшкообразующих единиц – б.о.е./г), минимальный – 2 порядка. При этом одновременно в сообществе обнаруживали от 2 до 5 морфологически различимых типов фагов, специфичных в отношении одного штамма Escherichia coli и, возможно, находящихся в конкурентных взаимоотношениях.

БЫЗОВ Б.А., ГОЛЫШИН П.Н., ЗВЯГИНЦЕВ Д.Г., КУРАКОВ А.В., НЕЧИТАЙЛО Т.Ю., ХАРИН С.А., ХОМЯКОВ Н.В. — 2007 г.

Исследовали реакцию почвенных бактерий и грибов на воздействие пищеварительной жидкости дождевого червя Aporrectodea caliginosa, полученной центрифугированием нативных фрагментов пищеварительного тракта. Впервые обнаружено подавление роста некоторых бактерий, спор и гиф грибов после воздействия экстрактов из переднего и среднего отделов пищеварительного тракта A. caliginosa. У бактерий образование микроколоний подавлялось уже через 20–30 с после воздействия кишечных экстрактов, что, возможно, свидетельствует о неферментативной природе воздействия. Пищеварительная жидкость червей, питающихся почвой и стерильным песком, одинаково проявляла микробоцидную активность. Это свидетельствует о том, что микробоцидные агенты образуются в организме червя, а не почвенными микроорганизмами. Воздействие пищеварительной жидкости из переднего и среднего отделов избирательно по отношению к разным микроорганизмам. Из 42 штаммов почвенных бактерий 7 подвержены микробоцидному действию жидкости (Alcaligenes faecalis 345-1, Microbacterium sp. 423-1, Arthrobacter sp. 430-1, Bacillus megaterium 401-1, B. megaterium 413-1, Kluyvera ascorbata 301-1, Pseudomonas reactans 387-2). Остальные бактерии не погибали в пищеварительной жидкости. Из 13 микромицетов пищеварительная жидкость подавляла прорастание спор у Aspergillus terreus и Paecilomyces lilacinus и рост гиф – у Trichoderma harzianum и Penicillium decumbens. Пищеварительная жидкость стимулировала прорастание спор Alternaria alternata и рост гиф Penicillium chrysogenum. Реакция остальных микромицетов нейтральная. Кишечная жидкость из заднего отдела кишечного тракта не обладала микробоцидной активностью. Не обнаружено связи между реакцией микроорганизмов на воздействие пищеварительной жидкости и таксономическим положением микроорганизмов. Обнаруженные эффекты схожи с ранее показанными для многоножек и мокриц по следующим параметрам: быстрое действие пищеварительной жидкости на микроорганизмы, избирательность в действии на микроорганизмы, проявляемая на штаммовом уровне. Избирательное воздействие пищеварительной жидкости кишечника дождевых червей на почвенные микроорганизмы имеет значение для питания животных, поддержания гомеостаза кишечного микробного сообщества и для формирования микробных сообществ в почвах.

АНОХИНА Т.О., БОРОНИН А.М., КОЧЕТКОВ В.В., МАШУКОВА А.В., СИУНОВА Т.В. — 2007 г.

Совмещение генетических систем деградации полиароматических углеводородов, резистентности к тяжелым металлам и стимуляции роста/защиты растений является одним из подходов в создании полифункциональных штаммов для фиторемедиации почв с комплексным загрязнением органическими поллютантами и тяжелыми металлами. Получен ризосферный штамм Pseudomonas chlororaphis PCL1391(pBS216*, pBS501), обладающий способностью стимулировать рост растений, в котором nah оперон плазмиды pBS216 обеспечивает биодеградацию нафталина, а cnr-подобный оперон плазмиды pBS501 – устойчивость к никелю/кобальту, связанную с выводом катионов тяжелых металлов из клетки. В присутствии 100 мкМ никеля жизнеспособность, скорость роста и эффективность биодеградации нафталина устойчивого штамма PCL1391(pBS216*, pBS501) были значительно выше по сравнению с чувствительным PCL1391(pBS216). Во время роста устойчивого штамма никель (100 мкМ) не оказывал ингибирующего влияния на активность ключевых ферментов биодеградации нафталина в отличие от чувствительного штамма.

МЫСЯКИНА И.С., ФУНТИКОВА Н.С. — 2007 г.

Обзор посвящен одной из фундаментальных проблем биологии – диморфизму грибов. Основное внимание уделено стеринам, а также фосфолипидам, резервным липидам и жирным кислотам. Рассматриваются структура и биологические функции стеринов, их роль в стабилизации мембран в стрессовых условиях и связь с морфогенетическими процессами у мицелиальных грибов, многие из которых являются патогенными. Приводятся данные о биосинтезе основного стерина грибов – эргостерина, ингибиторах и мутантах, дефицитных по отдельным стадиям его биосинтеза. Обсуждается связь биосинтеза эргостерина с составом клеточной стенки грибов – основной структуры, определяющей форму клетки, интенсивностью синтеза хитина и ролью азоловых производных в этом процессе. Представлены данные собственных исследований о значении изменений состава стеринов, массивных фосфолипидов, резервных липидов и ненасыщенных жирных кислот покоящихся клеток в индукции дрожжеподобного роста у мукоровых грибов.

МУЗЫКА Н.Г., ОКТЯБРЬСКИЙ О.Н., СМИРНОВА Г.В., УШАКОВ В.Ю. — 2007 г.

Исследовали влияние мутаций по глутатиону, глутаредоксину, тиоредоксину и тиоредоксинредуктазе при окислительном стрессе растущих бактерий Escherichia coli. Наименьшую устойчивость к действию высоких доз H2O2 проявили мутанты gshA, дефектные по синтезу глутатиона, наибольшую – мутанты trxB, дефектные по синтезу тиоредоксинредуктазы, они были даже более устойчивы к действию оксиданта, чем клетки родительского типа. Из испытанных мутантов бактерии trxB имели более высокие базовые уровни каталазной активности и внутриклеточного глутатиона и обладали способностью быстро восстанавливать нормальный уровень GSH после окислительного стресса. В то же время у этих бактерий выявлена повышенная частота индуцированных мутаций. Результаты измерения экспрессии генов katG и sulA позволяют предположить, что различия в чувствительности к действию высоких концентраций оксиданта у испытанных мутантов определяются, в первую очередь, способностью к индукции антиоксидантных генов, входящих в состав OxyR- и SOS-регулонов.

МЕДВЕДКОВА К.А., ТРОЦЕНКО Ю.А., ХМЕЛЕНИНА В.Н. — 2007 г.

ЗУБОВА С.В., ИВАНОВ А.Ю., ПРОХОРЕНКО И.Р. — 2007 г.

Электрофизическими и биохимическими методами исследованы клетки Rhodobacter capsulatus В10 и Rb. capsulatus PG, а также ЛПС, входящие в состав их клеточной оболочки. Установлена принадлежность штамма Rb. capsulatus В10 к R-, а Rb. capsulatus PG к RS-хемотипу. Обнаружена связь между хемотипом фотосинтезирующих бактерий рода Rhodobacter и электрофоретическими свойствами клеток.

ГЛУШАКОВА А.М., ЧЕРНОВ И.Ю. — 2007 г.

Проведено исследование динамики численности эпифитных дрожжевых грибов на листьях и цветках 25 видов растений в течение всего периода их вегетации. Показано, что численность дрожжей на листьях растений закономерно изменяется в течение года. В среднем по всем видам растений численность эпифитных дрожжей возрастает в течение весны и лета и достигает максимума в конце осени – начале зимы. При этом характер динамики численности дрожжей зависит от экологических особенностей растений и от продолжительности онтогенеза их надземных органов. Выделено три типа динамики численности эпифитных дрожжей: круглогодичная с осенне-зимним подъемом у летнезимнезеленых мезофитов и гигрофитов; круглогодичная без существенных изменений у летнезимнезеленых ксерофитов и сезонная с завершающим подъемом у однолетников.

АКИМОВ В.Н., БАРИНОВА Е.С., БРЯНЦЕВА И.А., ЛУНИНА О.Н., ЛЫСЕНКО А.М., ПИМЕНОВ Н.В., РОГОЗИН Д.Ю., РУСАНОВ И.И. — 2007 г.

В июне 2002 г., феврале–марте и августе 2003 г. проводились сезонные исследования сообщества аноксигенных фототрофных бактерий водной толщи соленого евтрофного меромиктического озера Шунет (Хакасия). Начиная с редокс-зоны и до дна, вода в озере была окрашена в темно-зеленый цвет. Независимо от сезона доминирующими видами в сообществе были зеленые серобактерии. Максимальная численность зеленых серобактерий летом составляла 107 кл/мл, зимой – 106 кл/мл. Для изучения тонкослойного распределения фототрофов в августе 2003 г. был применен многошприцевый стратификационный пробоотборник, позволяющий отбирать пробы через каждые 5 см по глубине. Было показано, что над слоем зеленых бактерий находится 5-сантиметровый розово окрашенный слой воды, образованный пурпурными серобактериями. Состав и соотношение разных видов пурпурных бактерий менялись в зависимости от глубины пробоотбора и от сезона исследования. Численность пурпурных серобактерий летом в слое розовой воды составляла 1.6 ? 108 кл/мл. Зимой численность пурпурных серобактерий в воде озера составляла 3 ? 105 кл/мл. В верхнем кислородсодержащем слое хемоклина в летние сезоны были найдены клетки несерных пурпурных бактерий. Максимальная численность несерных пурпурных бактерий зафиксирована в августе 2003 г., она составила 5 ? 102 кл/мл. По данным филогенетического анализа чистых культур выделенных фототрофных бактерий, проведенного на основании 16S рДНК, зеленые серобактерии оказались близки к Prosthecochloris vibrioformis, пурпурные серобактерии – к видам родов Thiocapsa, Halochromatium, а пурпурные несерные бактерии – к видам Rhodovulum euryhalinum и Roseicyclus mahoneyensis.

КУЛАЕВ И.С., КУЛАКОВСКАЯ Т.В., РЯЗАНОВА Л.П., СМИРНОВ А.В. — 2007 г.

Представители рода Brevibacterium, эффективно снижающие концентрацию фосфата в среде, представляют интерес для изучения роли бактерий в круговороте фосфора и для разработки биотехнологических процессов очистки стоков от техногенного фосфорного загрязнения. Показано, что в процессе роста Brevibacterium casei, Brevibacterium linens и Brevibacterium epidermidis концентрация фосфата в среде снижается на 90% – для сред с начальной концентрацией этого компонента 1–11 мМ. Для клеток B. casei определен состав инкубационной среды, который достаточен для осуществления этого процесса. Процесс происходит в отсутствие глюкозы, однако требует присутствия ионов Mg2+, и -кетоглутарата. Последние два компонента можно заменить аминокислотами, катаболизм которых приводит к образованию и -кетоглутарата: гистидином, аргинином, глутамином, пролином или глутаминовой кислотой. Инкубация в указанных условиях с термически обработанными клетками или выдерживание среды без клеток при рН 7–8.5 не приводит к образованию нерастворимых солей фосфата.

АКИМОВ В.Н., БАРИНОВА Е.С., БРЯНЦЕВА И.А., ЛУНИНА О.Н., ЛЫСЕНКО А.М., ПИМЕНОВ Н.В., РОГОЗИН Д.Ю., РУСАНОВ И.И. — 2007 г.

В августе 2001 г., июле 2002 г. и феврале–марте 2003 г. проводились исследования сообщества аноксигенных фототрофных бактерий солоноватого меромиктического озера Шира (Хакасия). Доминирующими микроорганизмами в сообществе во все периоды исследований были пурпурные серобактерии, по морфологии и пигментному составу близкие к Lamprocystis purpurea. Максимальная численность этих бактерий была зафиксирована в июле 2002 г. на глубине 15 м, она составляла 3 ? 105 кл/мл. Выделенный в 2001 г. штамм пурпурных серобактерий, названный ShAm01, по данным анализа 16S рРНК имел 98.6% сходства с типовым штаммом Thiocapsa roseopersicina и 97.1–94.4% сходства с типовыми штаммами видов Tca. pendens, Tca. litoralis и Tca. rosea. Минорными микроорганизмами в сообществе аноксигенных фототрофных бактерий в разные сезоны исследований были несерные пурпурные бактерии, филогенетически близкие к Rhodovulum strictum (98.3% сходства, штамм ShRb01), Ahrensia kielensis (93.9% сходства, штамм ShRb02), Rhodomicrobium vannieli (99.7% сходства, штамм ShRmc01), а также зеленые серобактерии, филогенетически близкие к Chlorobium limicola (98.7% сходства, штамм ShCl03).

БЕЛОВА Э.В., ВОРОБЬЕВ А.В., ЗВЯГИНЦЕВ Д.Г., МАНУЧАРОВА Н.А., СУДНИЦЫН И.И., ЯРОСЛАВЦЕВ А.М. — 2007 г.

Газохроматографическим методом и методом люминесцентной микроскопии определена динамика ассимиляции хитина в почве микроорганизмами (преимущественно прокариотами) в качестве источника углерода и азота. Установлено, что наиболее интенсивно разложение хитина в черноземе протекало при влажности, соответствующей давлению почвенной влаги P = –1.4 атм. Углерод хитина потребляется микроорганизмами в три раза активнее, чем углерод почвенного органического вещества. Методом люминесцентной микроскопии выявлено значительное возрастание доли удельной поверхности мицелиальных бактерий (актиномицетов) в процессе использования хитина в почве при увеличении давления почвенной влаги от P = –10 атм до P = –0.7 атм.

НЕЗАМЕТДИНОВА В.З., ПОЛУЭКТОВА Е.У., ПРОЗОРОВ А.А., ТИТОК М.А., ФЕДОРИНА Е.А. — 2007 г.

Были изучены свойства крупных плазмид, содержащихся в штаммах Bacillus subtilis из почв Москвы и Московской области и различных регионов Республики Беларусь. Все крупные плазмиды из коллекции штаммов, собранной в Беларуси, обладали способностью к конъюгативной мобилизации мелкой плазмиды pUB110 и были однородны по величине и другим свойствам. У большинства проверенных плазмид в штаммах, выделенных из московских почв, отсутствовала способность к мобилизации; они имели разные размеры и не обнаруживали гомологии с районом репликации плазмид белорусской коллекции. Однородность плазмид, находящихся в штаммах из почв Беларуси, могла быть связана с их активным горизонтальным переносом в природных условиях.