Полицеллюлярные формы Escherichia coli Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

ПОЛИЦЕЛЛЮЛЯРНЫЕ ФОРМЫ ESCHERICHIA COLI

Буянова Н.И., Соколова С.Л., Успенская Е.В., Щипков В.П., Сыроешкин А.В.

Российский университет дружбы народов,

Кафедра биологии и общей генетики,

кафедра фармацевтической и токсикологической химии, г. Москва

В настоящее время значительный интерес исследователей привлекают надклеточные формы структурно-функциональный организации различных видов бактерий. В экспериментальных условиях полицеллюлярные структуры бактерий могут образовываться как на плотных поверхностях, так и при их культивировании в жидкой питательной среде, формируя колонии, биопленки и другие целостные популяции. Образовавшиеся многоклеточные ассоциации характеризуются функциональной специализацией составляющих их клеток и обеспечивают этим клеткам ряд существенных преимуществ (повышенная устойчивость к антибактериальным препаратам и факторам иммунной защиты человеческого организма, более эффективное использование питательных компонентов среды и др.). Поэтому такие образования рассматриваются в качестве фактора повышенного риска возникновения и неблагоприятного развития инфекционного процесса в организме человека.

Эта проблема представляет особый интерес в случае формирования биопленок на поверхностях кардиоваскулярных имплантантов, катетеров и другого медицинского оборудования. В настоящее время известно, что процесс формирования биопленок в популяции клеток E.coli проходит пять основных этапов. На первом этапе происходит обратимое прикрепление бактериальной клетки к плотной поверхности с участием функционально значимых клеточных образований (жгутики и др.). Далее такое прикрепление становится необратимым благодаря продукции внеклеточных полимерных молекул и активности адгезивных фимбрий на поверхности бактерий. Третий этап связан с формированием первичной архитектуры биопленки. На последующих этапах происходит созревание биопленки, связанное со специализацией отдельных групп клеток. Этот процесс зависит от участия ряда клеточных факторов (продукция специфических полисахаридов, коланиевой кислоты, функционирование конъюгативных пилей, жгутиков и других специфических поверхностных образований бактериальной клетки).

В настоящие время один из наиболее перспективных методических подходов к изучению полицеллюлярных форм бактерий связан с использованием эффекта малоуглового рассеяния лазерного излучения, который позволяет получить данные о морфофункциональном состоянии бактериальных популяций путем распределения клеток по размерам и форме. В настоящей работе с помощью указанного метода было изучено формирование поли-целлюлярных форм E. coli, культивируемых в жидкой питательной среде (МПБ). Исследования проводились с клетками двух генетически различающихся лабораторных штаммов E. coli К-12 (селекционированный нами устойчивый к налидиксовой кислоте прототрофный штамм АР132 и эталонный ауксотрофный штамм С600 thr leu str). Наряду с бесплазмидными вариантами указанных бактерий были исследованы также изогенные штаммы, клетки которых содержали идентифицированные ранее на нашей кафедре F-подобные плазмиды рАР42 и рАР22. Эти плазмиды были генетически маркированы путем включения в их структуру транспозонов Tn9 и Tn1, содержащих гены устойчивости бактерий к хлорамфениколу и ампициллину (соответственно). В наших экспериментах были получены кинетические характеристики размножения исследуемых бактерий в зависимости от времени их культивирования в стандартных условиях. Результаты изучения бактериальных ассоциатов E.coli свидетельствуют о зависимости эффективности их формирования от генетических особенностей бактериального штамма, а также от генетических особенностей конъюгативных плазмид, содержащихся в бактериальных клетках. Данные, полученные с помощью метода малоуглового рассеяния лазерного излучения, были подтверждены в дополнительных экспериментах, связанных с микроскопическим исследованием образцов соответствующих культур, окрашенных по стандартной методике Грама.

В последнее время появились новые данные о роли конъюгативных пилей («половых» фимбрий), синтезируемых плазмидосодержащими клетками E.coli, в формировании полицеллюлярных образований этих бактерий. В связи с этим представляется целесообразным дальнейшее изучение взаимосвязи полученных нами экспериментальных данных о формировании бактериальных ассоциатов с генетическими и функциональными особенностями специфических поверхностных образований бактериальной клетки, синтезируемых под контролем tra-генов исследованных плазмид.

ЛИТЕРАТУРА

1. Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. 2007. Т. 9. № 4.

2. Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. 2006. Т. 8. № 4.

3. Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. 2005. Т. 7. № 4.

4. Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. 2004. Т. 6. № 4.

5. Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. 2003. Т. 5. № 4.

6. Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. 2002. Т. 4. № 4.

7. Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. 2001. Т. 3. № 4.

8. Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. 2000. Т. 2. № 4.

9. Электронный научно-образовательный вестник «Здоровье и образование в XXI веке». URL: http://e-pubmed.org/isu.html. 2007. Т. 9. № 12.

Материалы IX международного конгресса «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва

10. Электронный научно-образовательный вестник «Здоровье и образование в XXI веке». ЦКЬ: Шр://е-pubmed.org/isu.html. 2006. Т. 8. № 12.

11. Электронный научно-образовательный вестник «Здоровье и образование в XXI веке». ЦКЪ: http://e-pubmed.org/isu.html. 2005. Т. 7. № 12.

12. Электронный научно-образовательный вестник «Здоровье и образование в XXI веке». ЦКЪ: Ы1р://е-pubmed.org/isu.html. 2004. Т. 6. № 12.

13. Электронный научно-образовательный вестник «Здоровье и образование в XXI веке». ЦКЪ: http://e-pubmed.org/isu.html. 2003. Т. 5. № 12.

14. Электронный научно-образовательный вестник «Здоровье и образование в XXI веке». ЦКЪ: http://e-pubmed.org/isu.html. 2002. Т. 4. № 12.

15. Электронный научно-образовательный вестник «Здоровье и образование в XXI веке». ЦКЪ: http://e-pubmed.org/isu.html. 2001. Т. 3. № 1.

16. Электронный научно-образовательный вестник «Здоровье и образование в XXI веке». ЦКЪ: http://e-pubmed.org/isu.html. 2000. Т. 2. № 1.

Материалы! IX международного конгресса «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва