Биологические науки/6. Микробиология

Штеніков М.Д., Бухтіяров А.Є.

Одеський національний університет імені І.І. Мечникова,

Шампанський перевулок, 2, м. Одеса, 65063,Україна

e-mail: shtenikovn@mail.ru

Вплив полютантів на індукцію профагів бацил Північно-Західної частини Чорного моря

Бактеріофаги являють собою найчисленнішу групу мікроорганізмів серед тих, що населяють морські води; за добу близько 30% бактеріальних клітин піддається фаговому лізису. За різними даними, від 7 до 50% морських бактерій є лізогенними (Weinbauer, Suttle, 1999). На протікання лізогенного стану впливає цілий ряд екологічних факторів, таких як сонячна радіація, коливання температури води, вплив різноманітних хімічних сполук тощо. Акваторія західної частини Чорного моря піддається антропогенному хімічному забрудненню, особливо це стосується вод Одеської затоки. Мета даної роботи полягала у вивченні здатності ряду полютантів вод північно-західної частини Чорного моря до індукції профагів у бактерій роду Bacillus. З вод акваторій Одеської затоки та о. Зміїний були виділені 15 штамів бацил шляхом пастеризації; серед виділених штамів визначення лізогенних проводилося шляхом опромінення бактеріальних суспензій (концентрація 1,5 × 10⁹ КОЕ/мл) ультрафіолетом (довжина хвилі 254 нм) протягом різних інтервалів часу (від 30 секунд до 7 хвилин), із подальшим висівом на чутливу культуру та підрахунком бляшко утворюючих одиниць (БУО). Здатність Cu²⁺, Pb²⁺, топсину М, нафти, дизельного палива, та сумішей деяких з цих хімічних речовин, до індукції виходу профагів визначалася за методом, описаним Полом та Кочраном (Paul, Cochran, 2001), в авторській модифікації. Здатність до індукції профагів було виявлено у 6 штамів. Для лізогенних штамів були визначені мінімальні інгібуючі концентрації (МІК) Cu²⁺, Pb²⁺, та топсину М. Далі було проведено індукцію профагів за допомогою даних речовин, а також нафти та дизельного палива. Використовували культури в активній фазі росту на МПБ із концентраціями полютантів, що дорівнювали МІК; в якості контролю було використано МПБ із додаванням фізіологічного розчину. Продемонстровано здатність ряду полютантів, актуальних для вод північно-західного регіону Чорного моря, до індукції профагів пелагічних бактерій роду Bacillus. Найбільш ефективними індукторами виявилися Cu²⁺ у концентрації 0,008 мг/мл (максимальна ефективність індукції 4,9×10³ БУО/мл) та фунгіцид топсин М за концентрації 0,05 мг/мл (відповідно, 4,1×10³ БУО/мл). На цей факт варто звернути увагу, з огляду на перевищенні ГДК для Cu²⁺ в водах північно-західної частини Чорного моря (Іваниця та ін., 2009). Індукуюча активність сумішей «Pb²⁺ і Cu²⁺» та «топсин М і Cu²⁺» виявилася відносно низькою (2,7 × 10² та 8 × 10¹ БУО/мл, відповідно), що може бути пояснено надмірно гнітючою дією полютантів на системи регуляції індукції профагів та ферментативні системи бактеріальних клітин (Joсczyk et all., 2011). Нафта виявила помірну індукуючу дію (9,6×10² БУО/мл); дизельне паливо не проявило індукуючої активності (8×10¹ БУО/мл, що наближається до рівня спонтанної індукції). Відмічено обернену залежність між рівнем забрудненості місця виділення штаму та ступенем індукції профагів. Це можна пояснити тим, що токсичні полютанти призводять до запуску у бактерій різноманітних шляхів реакції на стрес (SOS-репарація, відповідь на голодування «starvation response» та інші), які можуть індукувати профаги. Вплив даного ефекту полютантів на профагову складову бактеріального геному та її взаємодію із бактеріальною спільнотою у водах північно-західної частини Чорного моря ще належить вивчити.

Список використаної літератури:

1. Іваниця В.О., Васильєва Н.Ю., Лісютін Г.В., Бухтіяров A.Є., Гудзенко Т.В. Токсична і мутагена активність забруднення акваторії острова Зміїний // Мікробіологія і біотехнологія. – 2009. – № 2. – С. 36-42.

2. Joсczyk E., Kіak M., Miкdzybrodzki R., Gуrski A. The influence of external factors on bacteriophages – review // Folia Microbiol. – 2011. – №. 56. – P. 191–212.

3. Paul J.H., Cochran P.K., Jiang S.C. Lysogeny and transduction in the marine environment // Methods in Microbiology. – 2001. – V.30. – P. 106-125.

4. Weinbauer M.G., Suttle C. Lysogeny and prophage induction in coastal and offshore bacterial communities // Aquatic microbial ecology – 1999. – V.18 – P. 217-225.