Дискретная гетерогенность популяций биопленкообразующих бактерий и обратимые изменения интенсивности мутагенеза

• Автор: Магданова, Лариса Альбертовна
• Шифр специальности: 03.02.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Гетерогенность бактерий

1.1.1. Понятие гетерогенности бактерий

1.1.2. Экологическое значение явления гетерогенности бактерий

1.1.3. Виды гетерогенности бактерий

1.1.2.1. Фенотипическая гетерогенность бактерий

1.1.2.2. Генотипическая гетерогенность бактерий
1.1.3. Роль биопленок в формировании гетерогенности бактериальной популяции
1.1.3.1. Гетерогенность бактериальной популяции в структурированном сообществе биопленки
1.1.3.2. Временный гипермутагенез
1.1.3.3. Микроэволюционные процессы в биопленке
1.2. Полиморфизм частоты спонтанных мутаций в популяции
1.2.1. Молекулярно-генетические причины гипермутагенеза бактерий
1.2.1.1. Мутации генов компонентов системы ММР
1.2.1.2. Роль компонентов ММР в активации временного мутагенеза
1.2.1.3. Восстановление антимутаторных аллелей генов ММР
1.2.1.4. Умеренное повышение интенсивности
мутагенеза
1.2.2. Экологическое значение повышения частоты спонтанных
мутаций
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2 Л. Отбор проб и изолятов бактерий
2.2. Материалы и оборудование
2.3. Инкубационные среды, культивирование
2.4. Биохимическая идентификация микроорганизмов
2.5. Построение кривых роста периодической культуры
2.6. Определение частот мутантов
2.7. Определение активности биопленкообразования
2.8. Чувствительность к антибиотикам и биоцидам
2.9. Измерение удельной скорости роста культур
2.10. Определение продукции рамнолипидов
2.11. Определение подвижности клеток изолятов
2.12. Определение чувствительности к Н202
2.13. Работа с ДНК
2.13.1. Выделение хромосомной ДНК
2.13.2. Полимеразная цепная реакция (ПЦР)
2.13.3. Электрофорез ДНК
2.13.4. Очистка ампликонов заданной длины
2.13.5. Секвенирование ДНК
2.14. Методы биоинформатики и статистики
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Видовой состав сапротрофной флоры плавательного бассейна
3.2. Определение параметров роста периодических культур идентифицированных видов
3.3. Чувствительность к антибиотикам и частоты мутантов представителей резидентной микрофлоры
3.4. Чувствительность микроорганизмов к
биоцидам

3.5. Структуры популяций бактерий по признаку частоты спонтанных мутантов
3.6. Структуры популяций бактерий по признаку активности образования биопленки
3.7. Зависимость распределения активностей
биопленкообразования и частот мутантов
3.7.1. Корреляция уровней интенсивности биопленкообразования
и мутагенеза
3.7.2. Дифференциация исследуемых популяций по признакам частоты мутантов и активности образования биопленки
3.7.3. Причины дискретной гетерогенности исследуемых видов
3.7.4. Дифференциация популяции P. aeruginosa
3.8. Морфотипические варианты P. aeruginosa
3.9. Исследование генов ММР mutS и mutL
3.10. Исследование филогенетических связей в популяции
P. aeruginosa
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

исследованиями клинических и природных штаммов [157, 207] и
наблюдением процесса конкуренции микроорганизмов при культивировании в хемостате [49, 97, 266] и в структурированных средах [214]. Однако в этой 8области много вопросов, препятствующих однозначному пониманию естественных эволюционных процессов. Во-первых показано, что вредные мутации возникают в 104 чаще благоприятных [75, 159]. Таким образом, превышение ЧСМ должно приводить к накоплению повреждений ДНК и последующему вымиранию соответствующих линий. Однако, как правило, этого не происходит. Более того, содержание в бактериальных популяциях клонов с МФ значительно превышает ожидаемые показатели [157]. Частичное (4% клонов) вымирание от искусственного груза наблюдалось, в частности, при искусственном проведении популяции E. coli mutS через «бутылочное горлышко» (сильное сокращение численности популяции с соответствующим обеднением генофонда; в данном исследовании -сокращение до одной клетки) [89]. Данные служат дополнительным подтверждением значительной роли размера популяции в определении эволюционного поведения бактерий с МФ.
Во-вторых, если МФ действительно является адаптивным признаком, развитие популяции должно приходить к вытеснению бактерий дикого типа. Напротив, количество гипермутабельных бактерий [149] и модальная ЧСМ [201], как правило, поддерживаются на стабильно низком уровне. Некоторые исследователи склонны считать МФ не адаптивным признаком, а случайным продуктом адаптации популяций; бактерий, и связывают появление значительной части клеток с МФ в популяции с эффектом «бутылочного горлышка», возникающим при случайном сочетании адаптивной мутации с повреждениями генов-мутаторов на ранних этапах адаптации к стрессовым факторам [249, 250].
Встречаемость, развитиеиг поведение мутаторных штаммов в природных популяциях изучены преимущественно для E. coli [157, 178], Salmonella [157],/*. aeruginosa [207], N. meningitides [225], S. pneumonia [196].