Аннотация:Данная работа расширяет представления о механизмах устойчивости микроорганизмов к различным видам химических веществ. На примере модельного организма – дрожжей Saccharomyces cerevisiae – был изучен механизм коллективной защиты, который заключается в адсорбции токсичных веществ мертвыми клетками. Предположительно, такой механизм может иметь широкое распространение в природе, поскольку (1) не требует экспрессии специальных молекулярных систем защиты, и (2) большинство микроорганизмов существуют в виде многоклеточных агрегатов - колоний и биопленок. Кроме того, участие мертвых клеток в коллективной защите показывает физиологическую роль регулируемой клеточной смерти в многоклеточных агрегатах дрожжей, раскрывая значение мертвых клеток в популяции.
В ходе данной работы впервые была разработана тест-система для оценки воздействия поллютантов и антимикотиков на грибные клетки в зависимости от плотности клеточной суспензии. Предложенная тест-система позволяет подойти к пониманию механизмов действия различных токсичных веществ в отношении грибов. В процессе разработки экспериментальной системы были установлены параметры для проведения испытаний: подобраны токсичные концентрации различных поллютантов, интенсивность стрессового воздействия на культуры дрожжей, оптимальное соотношение плотностей клеток.
С помощью разработанной системы было проанализировано 13 веществ, относящихся к 5 группам (прооксиданты, сурфактанты, детергенты, антимикотики, соли металлов), что позволило разделить исследованные поллютанты на четыре группы по способности клеток к коллективной защите от них:
1. чувствительность к которым снижается с увеличением плотности клеточной суспензии (бензалкония хлорид);
2. чувствительность к которым в окружении живых клеток снижается сильнее, чем в окружении мертвых (генетицин, клотримазол, миконазол);
3. чувствительность к которым в окружении мертвых клеток снижается сильнее, чем в окружении живых (амфотерицин В, SDS, пероксид водорода (стационарная фаза роста));
4. чувствительность к которым слабо зависит от клеточного окружения (соли металлов, пероксид водорода (экспоненциальная фаза роста), трет-бутилгидропероксид).
Данная работа имеет важное фундаментальное значение для понимания физиологических сценариев регулируемой клеточной смерти, а также прикладное значение для оценки влияния мертвых клеток на действие антимикробных препаратов.