научный журнал по биологии Микробиология ISSN: 0026-3656

БОРЗЫХ О.Г., ЗВЕРЕВА Л.В. — 2014 г.

Проведено микологическое обследование приморского гребешка Mizuhopecten yessoensis (Jay) (Bivalvia) из различных районов залива Петра Великого Японского моря. Из внутренних органов приморского гребешка были выделены изоляты 72 видов мицелиальных грибов из 30 родов сумчатых, анаморфных грибов и зигомицетов. Видовое богатство мицелиальных грибов, в первую очередь грибов родов Aspergillus, Penicillium, Cladosporium, Chaetomium, во внутренних органах двустворчатых моллюсков возрастает в загрязненных прибрежных водах.

АЛЕНЬКИНА С.A., БОГАТЫРЕВ В.А., НИКИТИНА В.Е., ПЕТРОВА Л.П., СОКОЛОВА M.K., ТРУТНЕВА К.A., ЧЕРНЫШОВА М.П. — 2014 г.

Показано, что лектины ассоциативных азотфиксирующих бактерий Azospirillum brasilense Sp7 и его мутанта Azospirillum brasilense Sp7.2.3 способны в различной степени оказывать влияние на компоненты сигнальных систем корней проростков пшеницы – регулировать содержание цАМФ, оксида азота, диацилглицерина, салициловой кислоты, а также индуцировать активность супероксиддисмутазы, липоксигеназы. Полученные результаты дают основание рассматривать лектины азоспирилл в качестве индукторов сигнальных систем корней проростков пшеницы, так как при их воздействии происходит возникновение нескольких потоков первичных сигналов. Полученные данные имеют и общебиологическое значение, так как лектины содержатся во всех живых организмах и большинство функций лектинов остаются не вполне выясненными.

ГРИГОРЬЕВА Н.В., КОНДРАТЬЕВА Т.Ф., ПАНЮШКИНА А.Е., ЦАПЛИНА И.А. — 2014 г.

Из пробы сульфидного золотосодержащего флотоконцентрата пиритно-арсенопиритной руды при температуре 45–47°C и рН 1.8–2.0 выделено аборигенное сообщество термофильных ацидофильных хемолитотрофных микроорганизмов (АХМ). Сравнение его с экспериментально созданным термоацидофильным консорциумом микроорганизмов, сформировавшимся при культивировании в параллельных биореакторах, показало, что организмы консорциума активнее выщелачивали и окисляли железо, уступая аборигенному в активности окисления серы. Новое термофильное aцидофильное хемолитотрофное сообщество получено путем взаимообогащения микроорганизмами экспериментально созданного консорциума и аборигенного сообщества в ходе окисления флотоконцентрата сульфидной руды при 47°C. В новом сообществе АХМ доминирующими были штаммы видов бактерий: Acidithiobacillus caldus, наиболее активно окисляющие серу, и Sulfobacillus thermotolerans, активно окисляющие и железо, и серу, в меньшем количестве – железоокисляющие археи семейства Ferroplasmaceae и гетеротроф Alicyclobacillus tolerans. Показана перcпективность использования нового сообщества АХМ для выщелачивания/окисления сульфидов концентрата при высокой плотности пульпы (Т : Ж = 1 : 4).

СЛОБОДКИН А.И., СЛОБОДКИНА Г.Б. — 2014 г.

Глубинная континентальная биосфера состоит из геологически изолированных друг от друга экосистем, различающихся по физико-химическим, геологическим и трофическим характеристикам. Бoльшая часть глубинных экосистем существует в условиях повышенных температур (50–120°С), благоприятных для развития термофильных микроорганизмов. Аборигенность микроорганизмов, выделяемых из подземных местообитаний, во многих случаях вызывает сомнения, связанные с репрезентативностью и стерильностью отбора проб. Несмотря на значительное количество исследований, посвященных изучению микробных сообществ глубинной биосферы, количество культивируемых термофилов из подземных местообитаний, не связанных с месторождениями нефти, в настоящее время не превышает 30 видов. Более половины видов термофилов, выделенных из подземных местообитаний, принадлежит к типу Firmicutes. Большинство подземных термофилов являются строгими или факультативными анаэробами, следует отметить достаточно широкое распространение способности к сульфат- и железоредукции. Основная часть подземных термофильных микроорганизмов – органотрофы, хотя имеются сведения и о хемолитоавтотрофных термофилах. В данном обзоре приводится информация о филогенетическом положении и физиологических характеристиках культивируемых термофильных прокариот, выделенных из различных глубинных подземных местообитаний.

CУЗИНА Н.Е., ГАФАРОВ А.Б., ДУДА В.И., МАЧУЛИН А.В., ПОЛИВЦЕВА В.Н., ШОРОХОВА А.П. — 2014 г.

На количество спор, образующихся в одной клетке Anaerobacter polyendosporus PS-1Т, значительное влияние оказывает состав питательной среды. В зависимости от концентрации углеводов в синтетической среде количество спор в одной клетке колеблется от одной–двух до пяти–семи. Флyоресцентно-микроскопическое и электронно-микроскопическое изучение процесса спорообразования показало, что на средах с 0.5–1.0% глюкозы или галактозы после прекращения деления большинство вегетативных клеток не изменяют своей палочковидной формы. Нуклеоиды в них локализуются на полюсах клеток вблизи от полярного сайта цитоплазматической мембраны. На одном или обоих этих полюсах происходит формирование проспор. При этом возле каждой проспоры регистрируется присутствие сателлитного нуклеоида-“оператора”. В этом варианте с биполярной организацией материнских клеток происходит формирование только по одной или по две споры в одной клетке. Во втором варианте развития культур на средах с низкой концентрацией галактозы (0.1–0.3%) большинство вегетативных клеток после прекращения деления значительно увеличиваются в объеме и принимают овальную или шаровидную форму. В этих клетках с помощью эпифлyоресцентной микроскопиии и использования специфичных для нуклеиновых кислот флyорохромов (ДАФИ и акридинового оранжевого) визуализируется присутствие множества нуклеоидов (от шести до девяти). При этом нуклеоиды расположены по периферии клетки в тесном контакте с цитоплазматической мембраной. Эти нуклеоиды становятся центрами (полюсами) для формирования проспор. Таким образом, в начале стационарной фазы развития культур происходит трансверсия (“переход”) от биполярности к многополярности клеток. На фоне отсутствия деления клеток и продолжающейся репликации нуклеоидов происходит формирование многоядерных особей, полинуклеоидность и мультиполярность которых является определяющим условием для осуществления эндогенного полиспорогенеза. При этом во многих овальных и шаровидных клетках наблюдается синхронное образование от трех до семи спор-близнецов.

КОЧКИНА Г.А., МЫСЯКИНА И.С., УСОВ А.И., ФЕОФИЛОВА Е.П. — 2014 г.

Обзор посвящен современным представлениям о химическом строении и свойствах трегалозы, распространении и биологических функциях у растений, грибов и прокариот, ее практическом использовании, главным образом, в медицине и биотехнологии. Отдельный раздел посвящен значению трегалозы и других протекторных полиолов при стреccе у грибов.

ИВАНОВА А.Е., КАНАТЬЕВА А.Ю., КРАВЧЕНКО И.К., КУРГАНОВ А.А., СУХАЧЕВА М.В. — 2014 г.

Исследована способность новой аэробной ацидофильной (рост в интервале рН 1.3–4.5 с оптимумом при 2.0–2.5) бактериальной ассоциации AGS10 из серных карт Астраханского газоперерабатывающего комплекса (АГК) к окислению углеводородов разного химического строения. В сильнокислых средах биодеградации подвергался широкий спектр нормальных (С10 С21) и изо-алканов, толуол, нафталин, фенантрен, а также устойчивые к микробному окислению изопреноиды, пристан и фитан (в составе вазелинового масла), и сильноразветвленный насыщенный углеводород 2,2,4,4,6,8,8-гептаметилнонан. Микробиологические исследования позволили выявить доминирование микобактерий в составе ассоциации AGS10, что было подтверждено анализом библиотеки клонов генов 16S рРНК. На филогенетическом дереве полученные последовательности генов 16S рРНК формировали отдельную ветвь внутри кластера медленно растущих микобактерий, при этом уровень сходства с геном наиболее близкого вида Mycobacterium florentinum составлял 98%. В геномной ДНК культуры AGS10 при росте в среде с С14 С17 н-алканами при рН 2.5 были обнаружены гены двух семейств гидроксилаз, alkB и Cyp153, что может свидетельствовать об их совместном участии в процессе биодеградации углеводородов. Высокий углеводородокисляющий потенциал бактериальной ассоциации AGS10 свидетельствует о перспективности дальнейшего поиска генов, ответственных за деструкцию различных углеводородов, у ацидофильных микобактерий.

БОТВИНКО И.В., ВИНОКУРОВ В.А., ПОПОВА О.В., СТРОЕВА А.Р., ШУВАЛОВ С.А. — 2014 г.

Методом хроматомасс-спектрометрии идентифицированы углеводороды и метиловые эфиры жирных кислот в экстрактах нативной биомассы хемоорганогетеротрофных бактерий Arthrobacter sp. и Pseudomonas aeruginosa, хемолитоавтотрофной Carboxydothermus sp. Получены доказательства, что ультразвуковая обработка бактерий и мягкий термолиз их биомассы способствуют образованию широкого спектра углеводородов из органического вещества бактерий. В биомассе бактерий (P. aeruginosa) после термолиза при 110°С в открытой емкости идентифицирован биомаркер стигмастан, относящийся к группе стеранов. Состав алканов в биомассе P. aeruginosa до и после термолиза при 300°С в герметичной емкости оказался одинаков, что указывает на возможность сохранения синтезированных бактериями углеводородов в запечатанных пластах при высокой температуре и повышенном давлении.

АГАФОНОВА Н.В., ДОРОНИНА Н.В., КАПАРУЛЛИНА Е.Н., ТРОЦЕНКО Ю.А. — 2014 г.

Обнаружена фосфатсолюбилизирующая активность у 14 штаммов аэробных метилобактерий, ассоциированных с растениями и принадлежащих к родам Methylophilus, Methylobacillus, Methylovorus, Methylopila, Methylobacterium, Delftia и Ancylobacter. Рост метилобактерий на среде с метанолом – источником углерода и энергии, и нерастворимым трикальцийфосфатом в качестве источника фосфора сопровождался снижением рН вследствие накопления интермедиата окисления метанола – муравьиной кислоты (до 7 мМ) и высвобождением от 120 до 280 мкМ ионов фосфора, который может использоваться как бактериями, так и растениями. Фосфатсолюбилизирующая активность – новая выявленная роль метилобактерий как фитосимбионтов.

ВОХИДОВА Н.Р., КАРЕВА Н.Д., РАШИДОВА С.Ш., САТТАРОВ М.Э. — 2014 г.

Изучена фунгицидная активность некоторых образцов хитозана и его наноструктурированных систем с медью. Установлено, что образцы хитозана Bombyx mori и его наноструктурированные системы с медью активно ингибируют рост и развитие фитопатогенных грибов – Fusarium solani 169 и Verticillium dahliae 57. Зона ингибирования роста фитопатогенов достигает значительных величин – от 22 до 60 мм.

ЗЕЛЕНИХИН П.В., ИЛЬИНСКАЯ О.Н., ЛОЖКИН А.П., МАКЕЕВА А.В., НГУЕН T.Н., РОДИОНОВ А.А. — 2014 г.

Перспектива использования цитотоксичной рибонуклеазы Bacillus pumilus (биназы), индуцирующей избирательную гибель опухолевых клеток, обусловливает интерес к ее биологическим эффектам в отношении нормальной микрофлоры человека. С помощью проточной цитометрии установлено, что биназа в концентрации, вызывающей апоптоз раковых клеток, не влияет на жизнеспособность Escherichia coli K12. Впервые методом ЭПР-спектроскопии зарегистрированы изменения парамагнитных центров клеток E. coli K12 под действием биназы в нетоксичных концентрациях: повышение интенсивности ЭПР-сигналов, характерных для железосодержащих белков, в том числе, Fe–S кластеров, усиление интенсивности спектра сверхтонкой структуры двухвалентного марганца. С применением спинового зонда ТМТН (N-(1-гидрокси-2,2,6,6-тетраметилпипередин-4-ил-)-2-метилпропанамид гидрохлорида) зафиксировано двукратное повышение уровня активных форм кислорода (АФК) в клетках, провоцирующее окислительный стресс у бактерий, обработанных ферментом. Методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой продемонстрировано увеличение содержания в клетках щелочных (Li, Na, K), щелочноземельных (Mg, Ca), переходных (Cr, Mn, Fe, Cu, Zn) и постпереходных (Bi, Pb) металлов. Особого внимания заслуживают данные по возрастанию содержания Cu и Zn, нарушающих функции ферментов дыхательной цепи, и Mn, известного как кофактор супероксид дисмутазы, подтверждающие развитие окислительного стресса у бактерий.

БРОВАРСКАЯ О.С., ВАРБАНЕЦ Л.Д., ЗДОРОВЕНКО Э.Л., ПОХИЛ С.И. — 2014 г.

Выделен и изучен липополисахарид (ЛПС) Budvicia aquatica DRL 20186, проведена его химическая идентификация, показано, что он является малотоксичным, но высоко пирогенным. По составу жирных кислот он сходен с ЛПС других представителей Enterobacteriaceae: доминирующими являются тетрадекановая (32.7%) и 3-гидрокситетрадекановая (23.8%) кислоты. Выявлены также гексадеценовая (20.4%), гексадекановая (11.8%) и додекановая (8.4%) кислоты. В реакциях двойной иммунодиффузии в агаре по методу Оухтерлони показано, что ЛПС B. aquatica 20186 в гомологичной системе проявляет активность антигена. Однако в перекрестных серологических реакциях не взаимодействует с антисыворотками к представителям других штаммов B. aquatica.

БРОВАРСКАЯ О.С., БУЛЫГИНА Т.Н., ВАРБАНЕЦ Л.Д., ГАРКАВАЯ Е.Г., ЖИТКЕВИЧ Н.В. — 2014 г.

Выделены липополисахариды (ЛПС) из семи штаммов Pantoea agglomerans, изолированных из различных растений, проведена их химическая идентификация. ЛПС исследуемых штаммов P. agglomerans оказались довольно гетерогенными по моносахаридному составу. Так, ЛПС P. agglomerans 8606 в значительной степени отличался от ЛПС остальных исследуемых штаммов: доминирующим моносахаридом в его составе была манноза (69.8%), присутствовала также рибоза (15.1%) и ксилоза (12.6%), в то время как содержание рамнозы, одного из преобладающих моносахаридов остальных исследованных ЛПС, составляло всего 2.5%. Анализ жирнокислотного состава показал присутствие жирных кислот, содержащих в цепи от 12 до 16 атомов углерода. Преобладающей в липидах А ЛПС всех исследованных штаммов была 3-ОН-С14:0, от 31.7 до 39.1% в зависимости от штамма. Выявлены также С12:0 (от 8.2 до 31.5%), С14:0 (от 12.9 до 30.8%), С16:0 (от 3.4 до 16.9%) кислоты. По жирнокислотному составу исследуемые штаммы P. agglomerans можно разделить на три группы. Различия обусловлены наличием либо отсутствием двух жирных кислот: 2-ОН-С14:0 и С16:1. Реакцией двойной иммунодиффузии в агаре по Оухтерлони показано, что все исследуемые ЛПС в гомологичных системах проявляли активность антигена. Результаты перекрестных серологических реакций свидетельствуют об иммунохимической гетерогенности вида P. agglomerans. Сравнительное изучение комплекса показателей клеток периферической крови здорового донора до и после обработки растворами ЛПС показало, что почти все показатели не выходят за границы нормальных значений.

БУРЫГИН Г.Л., ЗДОРОВЕНКО Э.Л., ИГНАТОВ В.В., КОННОВА С.А., СИГИДА Е.Н., ФЕДОНЕНКО Ю.П. — 2014 г.

Исследованы липополисахариды шести штаммов диазотрофных ризобактерий Azospirillum brasilense SR50, SR80, SR88, SR109, SR111, SR115) и A. lipoferum SR42, выделенных из ризосферы злаковых растений в Саратовской области, которые на основе серологического анализа отнесены к серогруппе II азоспирилл. По составу жирных кислот липидов А исследуемые липополисахариды близки к таковым у других представителей Azospirillum и характеризуются преобладанием 3-гидрокситетрадекановой, 3-гидроксигексадекановой и октадеценовой кислот. С помощью моносахаридного анализа, включающего определение абсолютных конфигураций, анализа методом метилирования, одномерной и двумерной спектроскопии ЯМР в составе О-специфических полисахаридов установлено наличие двух типов повторяющихся звеньев, представленных в разном соотношении. Показано, что высокая степень серологического родства между исследуемыми штаммами обусловлена наличием в составе их О-антигенов повторяющихся звеньев с идентичной структурой.

ГАЙСИН В.А., ГОРЛЕНКО В.М., КАЛАШНИКОВ А.М., КУЗНЕЦОВ Б.Б., НУЯНЗИНА-БОЛДАРЕВА Е.Н., СУХАЧЕВА М.В. — 2014 г.

Из мата низкотемпературного термального источника Кучигер (Байкальская рифтовая зона, Бурятия, Россия) выделен новый штамм Ku-2 почкующейся несерной пурпурной бактерии (НПБ) рода Rhodobacter. Бактерии имеют ламеллярный тип фотосинтетических мембран, что характерно только для одного вида рода Rhodobacter, Rba. blasticus. Исследованные микроорганизмы содержат каротиноиды сфероиденового ряда и бактериохлорофилл а (Бхл а). Спектр поглощения клеток in vivo имеет основной максимум поглощения при длине волны 863 нм и дополнительный при 887 нм, что характерно для пигмент-белковых комплексов мембран, содержащих Бхл а. У описанных ранее штаммов Rba. blasticus в спектрах поглощения клеток максимум при 887 нм не выявляется. Новый изолят является фотогетеротрофом, его оптимальный рост происходит при температуре 35°С, концентрации NaCl 3 г/л и рН 7–8. Содержание Г + Ц в ДНК составляет 64.4 мол. %. Уровень сходства штамма Ku-2 с типовым штаммом вида Rba. blasticus по данным сравнительного анализа последовательностей генов, кодирующих 16S рРНК, составляет 98.7%. Cходство аминокислотных последовательностей PufM штамма Ku-2 и исследованного ранее штамма Rba. blasticus составляет 89.0%. Таким образом, бактерии штамма Ku-2 относятся к роду Rhodobacter и филогенетически близки к виду Rhodobacter blasticus.

КУРАКОВ А.В., ХАРИН С.А. — 2014 г.

Доказана применимость уравнения распределения Пуассона для описания динамики появления грибных колоний в посевах чистых культур и природных образцов, что указывает на возможность использования подхода Хаттори для оценки физиологического состояния грибов. По показателям tr – времени задержки появления колоний и – потенциальной способности клеток к размножению выявлены различия в физиологической активности грибов разных видов, находящихся в форме спор и мицелия, а также грибных популяций в различных местообитаниях.

БЕЛЕНЁВА И.А., КУХЛЕВСКИЙ А.Д., МАГАРЛАМОВ Т.Ю. — 2014 г.

Впервые проведено исследование таксономического состава бактерий, ассоциированных с немертиной Cephalotrix simula, и скрининг бактерий на продукцию тетродотоксина (ТТХ) с использованием метода конфокальной лазерной сканирующей микроскопии и поликлональных антител. Идентифицировали бактериальные изоляты по результатам секвенирования последовательностей гена 16S рРНК и анализа фенотипических характеристик. Впервые выявлено, что продуцентом ТТХ в немертине C. simula является представитель рода Bacillus. Преобладающими в составе ассоциативной микрофлоры были Vibrio spp. (68.18% от общего числа изолятов). Анализ чувствительности штаммов к 16 антибиотикам различных классов выявил полирезистентность (устойчивость к трем и более антибиотикам) у всех изученных изолятов. Скудный рост большинства изолятов на всех лабораторных средах является косвенным подтверждением симбиотических взаимоотношений между микро- и макроорганизмом.

БЕЛЕВИЧ Т.А., ВОРОНОВ Д.А., КРАСНОВА Е.Д., МАТОРИН Д.Н., МИЛЮТИНА И.А., ПАНТЮЛИН А.Н., ТОДОРЕНКО Д.А. — 2014 г.

В хемоклине соленых водоемов, отделяющихся от Белого моря, обнаружено цветение криптофитовой водоросли Rhodomonas sp. (Cryptophyta, Pyrenomonadaceae), которая придает соответствующему слою воды красную окраску. По последовательности фрагмента гена 18S ядерной рРНК этот вид идентичен Rhodomonas sp. RCC2020 (GenBank номер JN934672) из моря Бофорта. По условиям, при которых происходит цветение этой водоросли, определены экологические преференции вида в Белом море. Наличие красного слоя, созданного массовым развитием Rhodomonas sp., расценивается как индикатор определенной стадии отделения водоема от моря.

ДАНИЛОВА О.В., ДЕДЫШ С.Н. — 2014 г.

Настоящая работа посвящена оценке численности, молекулярной идентификации и выяснении рН предпочтений метанотрофных представителей Gammaproteobacteria (метанотрофов I типа), населяющих северные кислые болотные экосистемы. Активность окисления метана образцами торфа шести болотных массивов Европейского севера России (рН 3.9–4.7) варьировала в диапазоне 0.04–0.60 мкг СН4 г-1 торфа ч-1. Численность клеток, выявленных гибридизацией с флуоресцентно-мечеными зондами М84 + М705, специфичными для метанотрофов I типа, составила 0.05 2.16 ? 105 клеток г-1 сырого торфа, что соответствовало 0.4–12.5% от общего числа метанотрофов или 0.004–0.39% от общей численности бактерий. Анализ фрагментов гена pmoA, кодирующего мембранную метанмонооксигеназу, показал преобладание представителей рода Methylocystis (92% всех клонов) в исследованном образце кислого торфа, в то время как доля последовательностей pmoA метанотрофов I типа была незначительной (8%). ПЦР-амплификация фрагментов генов 16S рРНК метанотрофов I типа с праймерами TypeIF–TypeIR оказалась малоспецифичной, так как лишь три клонированные последовательности из 53-x проанализированных принадлежали метанотрофам и обнаруживали 93–99% сходства с таковыми у представителей родов Methylovulum, Methylomonas и Methylobacter. Полученные из торфа изоляты метанотрофов I типа, штаммы SH10 и 83А5, были идентифицированы в качестве представителей видов Methylomonas paludis и Methylovulum miyakonense. Из них, к росту в кислых средах был способен лишь Methylomonas paludis SH10 (рН диапазон роста 3.8–7.2, оптимум 5.8–6.2), тогда как Methylovulum miyakonense 83А5 проявлял ростовые характеристики, типичные для нейтрофильных метанотрофов (рН диапазон роста 5.5–8.0, оптимум 6.5–7.5).

БОГОМОЛЬНАЯ Л.М., МАРДАНОВА А.М., РОМАНОВА Ю.Д., ШАРИПОВА М.Р. — 2014 г.

Широко распространенная в окружающей среде грамотрицательная бактерия Serratia marcescens, относящаяся к семейству Enterobacteriaceae, является оппортунистическим патогеном и характеризуется множественной лекарственной устойчивостью. Одним из механизмов резистентности к антибиотикам и другим антибактериальным препаратам у микроорганизмов является активный вывод этих соединений из клетки с помощью эффлюкс систем. У энтеробактерий эффлюкс системы наиболее полно изучены у Escherichia coli и Salmonella enterica ser. Typhimurium. Для клеток S. marcescens описаны только несколько эффлюкс систем, относящихся к разным семействам. Обзор посвящен анализу данных по эффлюкс системам S. marcescens. Проведен сравнительный анализ организации генов систем RND-типа у разных видов р. Serratia и других видов энтеробактерий. Биоинформационный анализ генома S. marcescens позволил нам идентифицировать новые, ранее не изученные эффлюкс системы на основе гомологии с генами соответствующих систем E. coli. Идентификация всего арсенала эффлюкс систем в геноме S. marcescens позволит выяснить особенности физиологии, определить потенциал устойчивости и выявить новые молекулярные механизмы резистентности.