CC BY
143
УДК / UDC 578.347
ЭЛЕКТРОННО-МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНТЕРОКОККОВЫХ БАКТЕРИОФАГОВ
ELECTRON-MICROSCOPIC STUDY OF ENTEROCOCCAL BACTERIOPHAGES
Ковалева Е.Н.*, кандидат биологических наук Kovaleva E.N., Candidate of Biological Sciences Золотухин С.Н., доктор биологических наук, профессор Zolotukhin S.N., Doctor of Biological Sciences, Professor Васильев Д. А., доктор биологических наук, профессор Vasylyev D.A., Doctor of Biological Sciences, Professor ФГБОУ ВПО «Ульяновская ГСХА им. П.А. Столыпина», Ульяновск, Россия Ulyanovsk State Agricultural Academy named P.A. Stolypin, Ulyanovsk, Russia
E-mail: [email protected]
АННОТАЦИЯ
Статья посвящена вопросу изучения морфологии фаговых корпускул бактериофагов бактерий вида Enterococcus faecalis. Результаты исследований морфологии фаговых корпускул позволяют получить более полное представление о биологических свойствах штаммов энтерококковых бактериофагов.
ABSTRACT
The article is devoted to the study of the morphology of the bacteria phage corpuscles bacteriophage species Enterococcus faecalis. Research results of morphology phage corpuscles give a more complete picture of the biological properties of bacteriophages enterococcal strains.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Энтерококки, бактериофаги, фаговая корпускула, электронная микроскопия. KEY WORDS
Enterococci, bacteriophages, phage corpuscle, electron microscopy.
Энтерококки можно охарактеризовать как симбионты или как условные патогены, которые способны вызывать локальные и генерализованные инфекции. Их способность получать, накапливать и передавать внехромосомные элементы, отвечающие за факторы вирулентности и персистенции бактерий, дают им преимущества в выживании под действием стрессовых факторов среды и объясняют их важность как условных патогенов [1]. Благодаря специфичности действия бактериофаги используются для определения видовой принадлежности микроорганизмов, индикации бактерий в объектах внешней среды, диагностики инфекционных заболеваний [2-5].
Большое количество выделенных и изученных бактериофагов определяет необходимость их систематизации. Классификация вирусов бактерий претерпевала изменения: основывалась на характеристике хозяина вируса, учитывались серологические, морфологические свойства, а затем строение и физико-химический состав вириона [6, 7].
Согласно Международной классификации и номенклатуре вирусов [8] бактериофаги, в зависимости от типа нуклеиновой кислоты разделяют на ДНК- и РНК-содержащие. По морфологическим характеристикам ДНК-содержащие бактериофаги выделены в следующие семейства: Myoviridae, Siphoviridae, Podoviridae, Lipothrixviridae, Plasmaviridae, Corticoviridae, Fuselloviridae, Tectiviridae, Microviridae, Inoviridae Plectrovirus и Inoviridae Inovirus. РНК-содержащие - Cystoviridae и Leviviridae.
Электронно-микроскопические исследования позволяют судить о морфологических характеристиках вирусных частиц, которые могут являться косвенным доказательством генетической однородности популяции. Понимание ультраструктуры бактериофагов имеет большое значение при конструировании биопрепаратов для практических целей [4, 5, 7].
Цель исследований - изучить морфологию фаговых корпускул бактериофагов бактерий вида Enterococcus faecalis.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Подготовку препаратов для электронной микроскопии проводили осаждением вирусных частиц в режиме низкоскоростного центрифугирования [9, 10]. Таксономию и систематику бактериофагов изучали согласно Международной классификации и таксономии вирусов [8], классификации А.С. Тихоненко [11].
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Для электронно-микроскопических исследований морфологии фаговых корпускул использовали фаголизаты EF - 4 и EF - 5 в титре 3 х 109 - 1 х 1010 фаговых корпускул в 1 мл. Фаголизаты фагов подвергли концентрированию на ультрацентрифуге Th - 100 (Beckman) на угловом роторе при 90 х 103 об/мин в течение 20 часов при температуре ротора 11°С. Участок небольшого осадка ресуспензировали физиологическим раствором. Каплю изучаемого фаголизата наносили на сетку с палладиевой подложкой. Фиксировали 1,5 % OsO4 2 минуты и окрашивали 2 % раствором фосфорно-вольфрамовой кислоты в течение 2-3 минут. Препараты просматривали на электронном микроскопе HU - 12 A при ускоряющем U - 75 кв. Размер фаговых частиц измеряли на негативах с увеличением в 36000.
Рисунок 1 - Морфология бактериофага EF - 4 (х 36000)
Рисунок 2 - Морфология бактериофага EF - 5 (х 36000)
Проведенные исследования показали, что вирионы фага EF - 4 состоят из головки в виде удлиненного многогранника и длинного несокращающегося отростка. Длина головки составляет - 97,2 ± 0,8 нм, ширина - 41,6 ± 0,2 нм; длина отростка - 125 ± 0,8 нм. Вирионы фага EF - 5 также состоят из головки в виде удлиненного многогранника и длинного несокращающегося отростка. На конце отростка имеется базальная пластика. Длина головки - 97,2 ± 0,8 нм, ширина - 50,0 ± 0,2 нм, длина отростка - 138,8 ± 0,8 нм.
Таким образом, согласно Международной классификации и таксономии вирусов по морфологии бактериофаги EF - 4 и EF - 5 относятся к семейству Siphoviridae, по классификации А.С. Тихоненко - к IV морфологической группе: «Фаги с длинным несокращающимся отростком».
ВЫВОДЫ
Результаты исследований морфологии фаговых корпускул позволяют получить более полное представление о биологических свойствах штаммов энтерококковых бактериофагов.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Бухарин, О.В. Механизмы выживания энтерококков в организме хозяина / О.В. Бухарин // ЖМЭИ. - 2002. - № 3. - С. 100 - 106.
2. Ковалева, Е.Н. Перспективы использования бактериофагов для диагностики, лечения и профилактики инфекций, вызываемых бактериями рода Enterococcus / Е.Н. Ковалева, С.Н. Золотухин, Д.А. Васильев // Молодежь и наука XXI века: материалы Международной научно-практической конференции, 21 - 23 марта, 2006. - Ульяновск, 2006. - Ч.1. - С. 356 - 359.
3. Ковалева, Е.Н. Бактериофаги Enterococcus и перспективы их практического применения в ветеринарии / Е.Н. Ковалева, С.Н. Золотухин, Д.А. Васильев //
Современное состояние и перспективы исследований по инфекционной и протозойной патологии животных, рыб и пчел: материалы Международной научно-практической конференции, 9 - 10 октября, 2008. - Москва, 2008. - С. 333 - 336.
4. Каттер Э. Бактериофаги: биология и практическое применение / Э. Каттер, А. Сулаквелидзе; пер. с англ.: коллектив пер.; науч. ред. рус. изд. А.В. Летаров. -Москва: Научный мир, 2012. - 636 с.
5. Золотухин, С.Н. Создание и разработка схем применения диагностических биопрепаратов на основе выделенных и изученных бактериофагов энтеробактерий / С.Н. Золотухин // Автореф. дис. ... доктор. биол. наук. - Ульяновск, 2007. - 39 с.
6. Русалеев, В.С. Таксономия вирусов бактерий / В.С. Русалеев // Ветеринария. -1990. - № 12. - С. 25 - 28.
7. Электронно-микроскопическое изучение новых бактериофагов малоизученных энтеробактерий / С.Н. Золотухин [и др.] // Перспективы использования препаратов бактериофагов для превенции и лечения инфекций, вызываемых патогенными и условно-патогенными микроорганизмами: материалы Международного семинара, 10 - 11 ноября 2005. - Тбилиси, 2005. - С. 37 - 38.
8. Virus Taxonomy. Classification and Nomenclature of Viruses. Seventh Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses / Edited by M. H. V. van Regenmortel [et al.]. - San Diego: Academic Press, 2000. - P. 43 - 53, 64 - 129.
9. Пономарев, А.П. Электронно-микроскопическое выявление вирусов животных в неконцентрированных вирусосодержащих суспензиях / А.П. Пономарев, О.Г. Андреева, Т.Н. Артамонова // Вестник РАСХН. - 2002. - № 2. - С. 74 - 77.
10. Clokie, M.R.J. Bacteriophages: methods and protocols, volume 1: isolation, characterization, and interactions / M.R.J. Clokie, A.M. Kropinski, 2009, Humana Press, 301 p.
11. Тихоненко, А.С. Ультраструктура вирусов бактерий / А.С. Тихоненко. - М.: Наука, 1968 - С. 89.
