Изучение субпопуляционной структуры бактериальных культур и способов управления межпопуляционными клеточными переходами

• Автор: Березинская, Татьяна Леонидовна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 187 с. : ил.

Особый интерес представляет адаптивное образование различных морфогипов покоящихся форм в конкретных условиях развитая культуры. Так, у бацилл описаны эндоспоры и цистоподобные рефрактерные клетки у миксобактерий миксоспоры и периферийные клетки 6, 2 у стрептомицетов экзо и эндоспоры . Для Срутилизирующих бактерий, фотосинтезирующих и метанотрофов, показано образование различных типов покоящихся форм 3. У метанокисляющих бактерий рода i формируются экзоспоры с асимметричным септированием материнской клетки и последующим отделением образовавшейся споры. Неспорообразующие метанотрофные бактерии образуют цистоподобные клетки, различающиеся морфологически и физиологически у представителей разных родов. У ii v обнаружены липидные цисты крупных размеров и округлой формы, устойчивые к нагреванию и высушиванию и содержащие большое количество полироксибутирата. Представители рода i также образуют цистоподобные формы с утолщенной клеточной стенкой, но менее терморезистентные. Такие формы, менее устойчивые к нагреванию и высушиванию, относят к незрелым цистам 3. Цистоподобные клетки. В микробиологии хорошо известен факт длительного переживания микроорганизмами неблагоприятных условий среды. Обнаружено, что среди бактерий, обладающих специфическими особенностями стратегии выживания, болышшетво относится к неспорообразующим формам. Реализуя механизмы, позволяющие им оставаться в жизнеспособном состоянии в течение длительного времени, эти бактерии способны образовывать, в частности, цистоподобные рефрактерные клетки ЦПК. При этом вегетативные клетки переходят в неделящееся состояние с гипометаболичсским уровнем обмена , теряя способность образовывать колонии при высеис на плотные среды. Это явление установлено для многих, в основном, неспорообразующих, грамотринательных и грамположительных эубактерий, архебактерий, а также для дрожжей. Цистоподобные клетки образуются в циклах развития клеточных культур на постстационарной стадии. При направленной стимуляции липогенсза и увеличения количества восстановителей в клетке, что часто обусловлено лимитом азота, изменением баланса СИ, лимитом или Р. У спорообразующих бактерии данный механизм реализуется при том условии, что спорообразование репрессировано глюкозой. При автолизе бактериальных суспензий высокой клеточной плотности. При экзогенном повышении уровня ауторегуляторов образования некультивируемых форм в клеточной культуре, например, при пересыхании или вымораживании почв. Морфологические отличия некультивируемых форм от вегетативных клеток выражаются в увеличении степени светопреломления и уменьшении объема клеток вследствие обезвоживания 3. Общими ультраструктурними особенностями ЦПК являются усложнение и утолщение клеточных покровов клеточных стенок и капсулярных слоев, конденсация и комиактизация нуклеоида, неоднородность цитоплазматической структуры, в том числе появление вакуолизированных включений полироксимасляной кислоты . ЦПК характеризуются также и изменением элементного состава увеличением концентрации Са2 и увеличением содержания К то есть измененным соотношением СаК . Метаболическая активность цистоподобных клеток резко снижена и экспериментально не выявляется. Их устойчивость к действию высоких температур, ультрафиолетовому облучению, литическим ферментам, осмотическому и стрессу значительно превышает таковую вегетативных клеток 0. Сравнительный анализ динамики образования ЦПК у бактерий разных родов выявляет корреляцию со стратегией роста бактериальных культур для образования и созревания покоящихся клеток артробактериям требуется более длительное время, чем для i и i . Поскольку арфобакгерии относятся к Кстратегам, отличающимся низкой скоростью роста, они, вероятно, могут долгое время функционировать в условиях высокой конкуренции. Возможно, именно этими особенностями объясняется более поздний срок образования ими покоящихся форм. Кроме того, количество и резистентность ЦПК также коррелируют со стратегией роста культур гстратеги, характеризующиеся высокой скоростью роста культуры и быстрым автолизом клеток, образуют меньшее количество покоящихся форм, отличающихся крайне высокой устойчивостью.