Влияние наноалмазов на рост строго анаэробных бактерий и их чувствительность к антибиотическому действию белков параспоральных кристаллов Bacillus thuringiensisтезисы доклада

Работа с тезисами доклада


[1] Влияние наноалмазов на рост строго анаэробных бактерий и их чувствительность к антибиотическому действию белков параспоральных кристаллов bacillus thuringiensis / О. В. Тарусова, И. А. Залунин, Э. С. Никитина и др. // Тезисы Международной научной конференции МИКРООРГАНИЗМЫ И БИОСФЕРА. — МАКС Пресс Москва, 2007. — С. 124–126. Наноалмазы (НА) находят всё большее применение во многих отраслях, в том числе – в медицине и биологии. Каждая частица НА – это надмолекула с монокристаллическим алмазным ядром, окружённым покровом из функциональных групп (окси-, карбокси-, карбонильных и др.), которые в значительной степени определяют свойства НА. Эти группы - неотъемлемая часть надмолекул НА разных типов, и особенно – ультрадисперсных НА детонационного синтеза (УДА), высокоэффективных антиоксидантов, иммобилизаторов, сорбентов. Мы исследовали влияние УДА на рост строго анаэробных бактерий – мезофильного Clostridium acetobutylicum шт.MSUMD7 и термофильной Moorella thermoautotrophica шт.DSMZ1974, которых выращивали при 37 0 и 58 0С, соответственно, применяя модифицированную технику Хангейта. УДА добавляли в начале роста культур или после нескольких часов их экспоненциального роста, до концентрации в среде 14 – 96 мкг/мл. Использовали суспензии УДА исходные (УДАI) и обработанные HNO3 конц. (УДАII). Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) этих суспензий показала наличие в них агрегатов различной величины, в случае УДАII часть их составляли особо крупные (до нескольких десятков мкм). Добавление к растущей в течение 3 ч культуре C. acetobutylicum суспензий УДАI и УДАII привело к увеличению значений биомассы через сутки на 30% и 15% по сравнению с контролем, соответственно. Следовательно, эффект более мелких УДАI примерно вдвое выше, чем УДАII. После добавления к растущей в течение 16 ч M. thermoautotrophica УДАII скорость роста в первые 2 часа после этого возросла в 1,25 раза. К концу культивирования биомасса опытной и контрольной культур различалась незначительно. Следовательно, добавление УДА к активно растущим культурам увеличивало скорость их роста. Добавление УДАII в начале культивирования обоих видов исследованных бактерий также увеличивало скорость роста биомассы, особенно в первые 2–5ч культивирования, при этом конечные значения биомассы в опыте обычно не превышали контрольных, а иногда даже были меньше их на 20–30%. Особо интересным представляется изучение влияния УДА на проявление антибактериальной активности белков параспоральных кристаллов энтомопатогенной бактерии B. thuringiensis. Cry-белки, образующие эти кристаллы, являются не только высокоспецифичными токсинами ряда беспозвоночных, но и оказывают антимикробное действие. Эти белки полифункциональны, механизм их активности уникален и различается в зависимости от клеток-мишеней. Основной эффект действия Cry-белков на такие клетки – мембранотропный. В состав кристаллов некоторых подвидов B. thuringiensis входят и неспецифические цитолитические Cyt-белки, также нарушающие проницаемость цитоплазматических мембран (ЦМ), но посредством отличающегося механизма. Антибактериальная активность белков кристаллов включает и стадию взаимодействия с клеточными стенками чувствительных бактерий, приводящую к разрушению этих стенок. В опытах показано увеличение активности Cry-белков благодаря специфическому взаимодействию с клеточными стенками чувствительных бактерий. Неспецифическое же взаимодействие с УДА не оказывало подобного влияния на активность белков кристаллов, а ослабляло последнюю. Субингибиторные концентрации Cry11A, Cyt1A подавляли рост M. thermoautotrophica. При этом интенсивность выделения газов (Н2 , СО2) в первые 2–5 ч роста в пересчёте на единицу биомассы возрастала в 2–3 раза, что может свидетельствовать об увеличении проницаемости ЦМ и об изменении метаболизма. При добавлении УДАII к среде с белками кристаллов ингибиторный эффект этих белков на рост биомассы незначительно усиливался только в течение первых 2-х часов, а затем сводился к нулю. Интенсивность газовыделения была слабее, чем при добавлении к среде только белков кристаллов. В присутствии УДАII усиливался рост биомассы в первые часы развития культуры C. acetobutylicum и немного возрастал антимикробный эффект Cyt1A. При дальнейшем культивировании биомасса росла более интенсивно, а проявление антибактериальной активности Cyt1A значительно ослабевало. СЭМ показала, что клетки C. acetobutylicum, растущие в присутствии УДАI, в основном находятся в питательной среде, а лизирующиеся при добавлении к этой среде Cry11A и Cyt1A в значительной степени осаждаются на поверхности УДАI. Изучение влияния НА на развитие бактерий, проявление биологической активности белков и других соединений открывает новые возможности сравнительного моделирования взаимодействий компонентов живой и неживой природы в биосфере, а также перспективно при разработках с целью использования экстремофильных микроорганизмов в биотехнологии.

Публикация в формате сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл скрыть