Влияние высокого гидростатического давления на жизнеспособность и уровень мутагенеза Salmonella Typhimurium

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В настоящей работе было исследовано влияние высокого гидростатического давления (ВГД) на выживаемость и уровень мутагенеза Salmonella typhimurium. Установлено, что значительное снижение выживаемости бактерий происходит при воздействии ВГД 200 МПа и выше. При этом показатель жизнеспособности бактерий по числу колониеобразующих единиц (КОЕ) был до шести порядков ниже такового по данным цитофлуориметрического анализа. Вероятно, этот факт связан с переходом части популяции бактерий в некультивируемое, но жизнеспособное состояние (НС). ВГД 50 МПа вызывало увеличение числа колоний His+-ревертантов в 1,9 раза у штамма S. typhimurium ТА98, что свидетельствует о возможности индукции генных мутаций в данных условиях. Обсуждаются механизмы снижения жизнеспособности и генетических изменений в клетках бактерий в условиях ВГД.

Об авторах

Назира Сунагатовна Карамова

ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»

Email: nskaramova@mail.ru
к. б. н., доцент. Кафедра микробиологии, институт фундаментальной медицины и биологии

Павел Валерьевич Зеленихин

ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»

Email: pasha_mic@mail.ru
к. б. н., доцент. Кафедра микробиологии, институт фундаментальной медицины и биологии

Владимир Дмитриевич Киселев

ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»

Email: vkiselev.ksu@gmail.com
д. х. н., профессор. Кафедра физической химии, химический институт им. А. М. Бутлерова

Анастасия Александровна Липатникова

ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»

Email: stu92@mail.ru
студентка. Кафедра микробиологии, институт фундаментальной медицины и биологии

Ольга Николаевна Ильинская

ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»

Email: Ilinskaya_kfu@mail.ru
д. б. н., заведующая кафедрой микробиологии, профессор. Кафедра микробиологии, институт фундаментальной медицины и биологии

Список литературы

  1. Голод Н. А., Лойко Н. Г., Мулюкин А. Л. и др. (2009) Адаптация молочнокислых бактерий к неблагоприятным для роста условиям. Микробиология. Т. 78 (3): С. 317-335.
  2. Жук А. С. (2010) Экспериментальная модель оценки последствий воздействия стрессорных факторов окружающей среды: Магистерская диссертация. Санкт-Петербург.
  3. Кряжевских Н. А., Демкина Е. В., Манучарова Н. А. и др. (2012) Реактивация покоящихся и некультивируемых форм бактерий из древних почв и мерзлых подпочвенных отложений. Микробиология. Т. 81 (4): С. 474-485.
  4. Юдин И. П. (2007) Современные подходы к оценке жизнеспособности бактерий с акцентом на феномене некультурабельности. Annals of Mechnicov Institute. № 3: С. 8-16.
  5. Aertsen A., De Spiegeleer P., Vanoirbeek K. et al. (2005) Induction of oxidative stress by high hydrostatic pressure in Escherichia coli. Appl. Environ. Microbiol. V. 71 (5): P. 2226-2231.
  6. Aertsen A., Houdt R., Vanoirbeek К., et al. (2004) An SOS Response Induced by High Pressure in Escherichia coli. J. Bacteriol. V. 186 (18): P. 6133-6141.
  7. Aertsen A., Meersman F., Hendrickx M. E. et al. (2009) Biotechnology under high pressure: applications and implications. Trends in Biotechnology. V. 27 (7): P. 434-441.
  8. Alpas H., Kalchayanand N., Bozoglu F. et al. (1999) Variation in resistance to hydrostatic pressure among strains of foodborne pathogens. Appl. Environ. Microbiol. V. 65: P. 4248-4251.
  9. Colwell R. R. (2000) Bacterial death revisited. In: Grimes D. J. editor. Nonculturable microorganisms in the environment. Washington, D. C.: ASM Press; p. 325-342.
  10. Fernandes P. M., Domitrovic T., Kao C. M. et al. (2004) Genomic expression pattern in Saccharomyces cerevisiae cells in response to high hydrostatic pressure. FEBS Lett. V. 556 (1-3): P. 153-160.
  11. Gao X., Li J., and Ruan K. C. (2001) Barotolerant Escherichia coli induced by high hydrostatic pressure. Sheng Wu Hua Xue Yu Sheng Wu Wu Li Xue Bao (Shanghai). V. 33: P. 77-81.
  12. Gross J. A. (1965) Pressure-induced color mutation of Euglena gracilis. Science. V. 147 (3659): P. 741-742.
  13. Hauben K. J., Bartlett D. H., Soontjens C. C. et al. (1997) Escherichia coli mutants resistant to inactivation by high hydrostatic pressure. Appl. Environ. Microbiol. V. 63 (3): P. 945-950.
  14. High-pressure microbiology (2008) Editors Michiels Ch., Bartlett D. H., Aertsen A. Washington: ASM Press.
  15. High-pressure techniques in chemistry and physics. A practical approach (1997) Editors Holzapfel W. B., Isaacs N. S. Oxford, New York, Tokyo: Oxford University Press.
  16. Jannasch H. W., Taylor C. D. (1984) Deep-sea microbiology. Annu. Rev. Microbiol. V. 38: P. 487-514.
  17. Karatzas K. A., Bennik M. H. (2002) Characterization of a Listeria monocytogenes Scott A isolate with high tolerance towards high hydrostatic pressure. Appl. Environ. Microbiol. V. 68: P. 3183-3189.
  18. Kato C., Li L., Nogi Y. et al. (1998) Extremely barophilic bacteria isolated from the Mariana Trench, Challenger Deep, at a depth of 11,000 meters. Appl. Environ. Microbiol. V. 64 (4): P. 1510-1513.
  19. Meersman F., McMillan P. F. (2014) High hydrostatic pressure: a probing tool and a necessary parameter in biophysical chemistry. Chem. Commun. V. 50: P. 766-775.
  20. Mortelmans K., Zeiger E. (2000) The Ames Salmonella/microsome mutagenicity assay. Mutat. Res. V. 455 (1-2): P. 29-60.
  21. Mota M. J., Lopes R. L., Delgadillo I. et al. (2013) Microorganisms under high pressure - Adaptation, growth and biotechnological potential. Biotechnol. Adv. V. 31 (8): P. 1426-1434.
  22. Nogi Y., Kato, C., Horikoshi K. (1998) Taxonomic studies of deep-sea barophilic Shewanella strains and description of Shewanella violacea sp. nov. Arch. Microbiol. V.170 (5): P. 331-338.
  23. Oger Ph. J., Jebbar M. (2010) The many ways of coping with pressure. Res. Microbiol. V. 161 (10): P. 799-809.
  24. Radman M. (2001) Fidelity and infidelity. Nature. V. 413 (15): P. 413-115.
  25. Ritz M., Tholozan J. L., Fedeeighi M. et al. (2001) Morphological and physiological characterization of Listeria monocytogenes subjected to high hydrostatic pressure. Appl. Environ. Microbiol. V. 67 (5): P. 2240-2247.
  26. Rosin M. P., Zimmerman A. M. (1977) The induction of cytoplasmic petite mutants of Saccharomyces cerevisiae by hydrostatic pressure. J. Cell Sci. V. 26: P. 373-385.
  27. Vanlint D., Mitchell R., Bailey E. et al. (2011) Rapid acquisition of gigapascal-high-pressure resistance by Escherichia coli. mBio. V. 2 (1): P 00130-10.
  28. Wächtershäuser G. (2006) From volcanic origins of chemoautotrophic life to Bacteria, Archaea and Eukarya. Phil. Tran. R. Soc. B. V. 361: P. 1787-1808.
  29. Winter R., Jeworrek C. (2009) Effect of pressure on membranes. Soft Matter. V. 5 (17): P. 3157-73.
  30. Zeng X., Birrien J. L., Fouquet Y. et al. (2009) Pyrococcus CH1, an obligate piezophilic hyperthermophile: extending the upper pressure-temperature limits for life. The ISME journal. V. 3 (7): P. 873-876.

© Карамова Н.С., Зеленихин П.В., Киселев В.Д., Липатникова А.А., Ильинская О.Н., 2015

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах