Низкомолекулярные ауторегуляторные соединения как триггерные молекулы стресса у бактерий

• Автор: Маргулис, Анна Борисовна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 126 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

I ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Ответ микроорганизмов па стрессовые воздействии.

1.1.1. Переход бактерий в гнпометаболнческое состояние при стрессовых воздействиях1

1.1.2. Соединения группы алкилрезорцинов как аутоиндукторы покоящегося состоянии бактерий.

1.1.3. Процесс мутагенеза в покоящихся клетках.

1.1.4. Жизнеспособность бактерий при стрессах

1.2. Плотностнозависимыс процессы у микроорганизмов и их регуляция

1.2.1. Регуляторные системы бактерий, чувствительные к изменению плотности популяции кворумэффект, и их сигнальные молекулы

1.2.1.1. Кворумзавнснмые системы с участием аиилнрованиых лактопов гомосерииа

1.2.1.2. Кворумзавнснмые процессы с участием пептидных сигнальных агентов

1.2.1.3. Кворумзависимме процессы с участием факторов аминокислотной природы
1.2.1.4. Кворумзавнснмые процессы с участием иных сигнальных молекул
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1. Используемые в экспериментальной работе материалы.
2.1.1. Регуляторные факторы микроорганизмов
2.1.2. Бактериальные штаммы
2.1.3. Иные материалы, используемые в работе.
2.2. Химические методы анализа.
2.2.1. Количественное определение алкилрезорцинов
2.3. Микробиологические методы анализа.
2.3.1. Оценка жизнеспособности бактерий при длительном инкубировании и голодании
2.3.1.1.Тест для определения числа жизнеспособных, но некультнвируеммх клеток
2.3.2. Оценка токсических эффектов гексилрезорципа при краткосрочном культивировании бактерий на богатой питательной срсдс и в условиях голодания .
2.3.3. Изменение вирулентности . иод действием теплового шока в присутствии гсксн.трсзорцнна.
2.3.4. Индукция образования форм у бактерий иод действием исследуемых факторов.
2.3.4.1. Тест па определение изменения устойчивости и форм . ii ТЛ0 к сальмонеллезному бактериофагу
2.3.4.2. Определение сохранения плазмиды у и форм . ii ТА 0 при действии гексилрезорципа.
2.3.4.3. Определение динамики роста и форм . ii ТА 0 при действии гексилрезорципа.
2.4. Методы биотестировании
2.4.1. Оценка токсического действия исследуемых соединений но отношению к тсстсрным микроорганизмам
2.4.2. Тестирование на мутагенность в бактериальных тестсистемах
2.4.2.1. Тест Эймса на выявление генных мутаций без метаболической активации
2.4.2.2. Тест на прямое повреждение бактериальной ДНК
2.4.2.3. хромотсст.
2.4.3. Тестирование на генотокснчность i viv.
2.4.3.1. Тест на индукцию микроялср в эритроцитах периферической крови
мышей i viv .
2.5. Статистическая обработка результатов
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Токсические и гснотоксичсскис эффекты микробных регуляторов.
3.1.1. Токсические эффекты исследуемых факгоров
3.1.2. Способность микробных регуляторов к индукции мутаций
3.1.3. ДНКповрсждаюшая активность микробных регуляторов роста.
3.1.4. индуцирующая способность исследуемых соединений.
3.1.5. Индукция микроядер в эритроцитах периферической крови мышей
3.2. Изменение физиологической активности бактерий при длительном инкубировании и голодании
3.3. Токсические эффекты гсксилрсзорцина при краткосрочном культивировании бактерий на богатой питательной среде и в условиях голодания.
3.4. Изменение вирулентности . иод действием теплового шока в присутствии гсксилрсзорцина и без него.
3.5. Индукция образования форм у бактерий под действием исследуемых факторов.
3.6. Изменение устойчивости и форм . ii ТА 0 к сальмонеллез ному бактериофагу.
3.7. Сохранение плазмиды у и форм . ii ТА 0 при действии гексилрсзорцина
3.8. Особенности роста и форм . ii в присутствии
гексилрсзорцина.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Впервые выявлены генотоксические эффекты исследуемых соединений в серии тестсистем с использованием микроорганизмов в тесте Эймса, 8хромотесте, тесте на прямое повреждение ДНК, а также в тесте на индукцию микроядер в эритроцитах периферической крови мышей. Впервые обнаружена связь между повреждающим действием ауторегуляторов на геном и индукцией морфогенеза. Впервые получены данные, позволяющие оценить участие данных ауторегуляторных молекул как триггерных в системе адаптивных реакций у бактерий. Практическая значимость. Регулирование перехода микроорганизмов в состояние покоя имеет огромное значение для биотехнологии и медицины. Прикладной аспект этой проблемы связан с потенциальной возможностью управления такими процессами, как образование некультивируемых форм патогенов, устойчивых к различным стрессовым условиям, в том числе к фармакологическому воздействию, и сохранение целевой активности промышленных штаммов микроорганизмов продуцентов биологически активных веществ. Использование экзогенных алкилрезорцинов возможно в любой области микробиологической практики, где требуется создание условий для образования устойчивых к внешним воздействиям форм микроорганизмов. Полученные результаты позволят создать более полное представление об универсальном ответе микроорганизмов на стрессовые воздействия и сделать соответствующие выводы о потенциальной возможности направленной регуляции патогенности бактерий. Связь работы с научными программами н собственный вклад автора в исследования. Работа в течение гг. НИР Казанского государственного университета гос. Научные положения диссертации и выводы базируются на результатах собственных исследований автора. Автоматическую регистрацию ростовых параметров бактерий осуществляли на базе РЦГ1Б СПИД эксперименты с животными выполнены в ЛБИ ИОФХ им. А.Е. Арбузова. Апробация работы. Всероссийской студенческой конференции к летию Казани , конференции Постгеномная эра в биологии и проблемы биотехнологии. Казань, , на XI Туполевских чтениях Казань, , международной научной конференции Новая геометрия природы Казань, , IV научнопрактической конференции молодых ученых и специалистов РТ Казань, , ых Всероссийских конференциях молодых ученых Пущино, , II, III конференциях НОЦ ЕС7 Материалы и технологии XXI века Казань, , ой международной студенческой конференции Студент и научнотехнический прогресс Новосибирск, , а также на итоговых конференциях КГУ . Публикации. По теме диссертации опубликовано научных работ. Структура и объем диссертации. Работа изложена на 6 страницах машинописного текста, включает таблиц, рисунков. Библиография содержит 6 наименований российских и зарубежных авторов. Устойчивость микроорганизмов к стрессовым воздействиям связана с формированием клеточного ответа, в котором участвуют внеклеточные метаболиты популяционного и межпопуляционного действия. Ауторегуляторные молекулы, сопрягающие изменение условий окружающей среды с внутриклеточными реакциями, служат важным триггерным элементом адаптивных систем бактерий. Стрессовые условия могут приводить к образованию различных диссоциативных форм микроорганизмов и форм с измененным метаболическим статусом в частности, некультивируемых. В настоящее время хорошо известна способность многих патогенных бактерий существовать и размножаться в объектах внешней среды почвах, водоемах и др. Феномен перехода в некультивируемое состояние привлекает внимание исследователей, поскольку образование некультивируемых форм может обеспечивать сохранение патогенных бактерий в межэпидемические и межэпизоотичсскис периоды. Способность к переходу в некультивируемое состояние к настоящему времени выявлена для многих патогенных бактерий, но механизмы этого процесса остаются неясными Романова, Гинцбург, . Остаются также открытыми вопросы, в каких пределах может варьировать фенотипическая изменчивость микроорганизмов, определяемая как морфологически, так и по биохимическим критериям связано ли такое варьирование с изменением генотипа, или обусловлено временной модификацией клеточных компонентов в ответ на внешние условия.