antibioticsАнтибиотики и ХимиотерапияAntibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy0235-2990ООО «Издательство ОКИ»antibiotics-64Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSОценка воздействия бактериофагов на микробные клетки методом электрооптического анализаElectro-optical Analysis of the Effects of Bacteriophages on Microbial CellsГулийО. И.GuliyO. I.noemail@neicon.ruКараваеваО. А.KaravaevaO. A.noemail@neicon.ruЛарионоваО. С.LarionovaO. S.noemail@neicon.ruЛарионовС. В.LarionovS. V.noemail@neicon.ruЛовцоваЛ. Г.LovtsovaL. G.noemail@neicon.ruУсковК. Ю.UskovK. Yu.noemail@neicon.ruБунинВ. Д.BuninV. D.noemail@neicon.ruИнститут биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН; Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. ВавиловаРоссияInstitute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms, Russian Academy of Sciences; Saratov State Vavilov Agrarian UniversityRussian FederationИнститут биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАНРоссияInstitute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms, Russian Academy of SciencesRussian FederationСаратовский государственный аграрный университет им. Н. И. ВавиловаРоссияSaratov State Vavilov Agrarian UniversityRussian FederationEloSystems GbRРоссияElosystems GbRRussian Federation201806052020631-21423Copyright © Гулий О.И., Караваева О.А., Ларионова О.С., Ларионов С.В., Ловцова Л.Г., Усков К.Ю., Бунин В.Д., 20202020Гулий О.И., Караваева О.А., Ларионова О.С., Ларионов С.В., Ловцова Л.Г., Усков К.Ю., Бунин В.Д.Guliy O.I., Karavaeva O.A., Larionova O.S., Larionov S.V., Lovtsova L.G., Uskov K.Y., Bunin V.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.antibiotics-chemotherapy.ru/jour/article/view/64

Исследовано влияние бактериофага ФАb-Sр7 на изменение электрооптических (ЭО) параметров суспензий клеток в отношении 14 штаммов бактерий рода Azospirillum, 2 штаммов рода Niveispirillum, 2 штаммов Escherichia coli и 2 штаммов Pseudomonas putida, а также клеток Acinetobacter и Nitrospirillum. Показано, что ЭО анализатор позволяет разграничивать ситуации, когда происходит взаимодействие бактериальных клеток со специфичным бактериофагом от контрольных экспериментов, когда такое взаимодействие отсутствует. Регистрация инфекции микробной клетки бактериофагом методом ЭО анализа служит информативным параметром наличия или отсутствия чувствительности клетки к изучаемому бактериофагу. Полученные результаты позволяют определить критерий специфичного взаимодействия, который заключается в изменении величины оптического сигнала не менее ~10%, при добавлении в суспензию микробных клеток определённого количества бактериофагов. Результаты представляют интерес с практической точки зрения, поскольку могут быть использованы для создания метода экспресс-оценки воздействия бактериофагов на микробные клетки.

The effect of the ФАb-Sр7 bacteriophage on the change in the electro-optical (EO) parameters of cell suspensions with respect to 14 strains of bacteria of the genus Azospirillum, 2 strains of the genus Niveispirillum, 2 strains of Escherichia coli, and 2 strains of Pseudomonas putida, as well as Acinetobacter and Nitrospirillum cells was studied. It is shown that the EO analyzer makes it possible to differentiate situations when bacterial cells interact with a specific bacteriophage from control experiments with no such interaction.The registration of a microbial cell infection with a bacteriophage by the EO analysis method serves as an informative parameter of the presence or absence of cell sensitivity to the bacteriophage studied. The obtained results make it possible to determine the criterion for a specific interaction, which consists of a change in the magnitude of the optical signal by not less than ~10% when a certain amount of bacteriophages is added to the suspension of microbial cells.The results are of interest from a practical point of view since they can be used to create a method for rapid assessment of the effects of bacteriophages on microbial cells.

бактериофагиметод электрооптического анализа клеточных суспензийbacteriophageselectro-optical analysis of cell suspensionsReferencesФильчиков М.В., Осмаков Д.И., Логовская Л.В., Сыквлинда H.H., Кадыков В.А., Курочкина Л.П., Месянжинов В.В., Бернал Р.А., Мирошников К.А. Пространственная реконструкция капсида и идентификация поверхностных белков бактериофага SN Pseudomonas aeruginosa электронно-микроскопическими методами. Биооргани-ческая химия 2009; 35: 6: 808-815Фильчиков М.В., Осмаков Д.И., Логовская Л.В., Сыквлинда H.H., Кадыков В.А., Курочкина Л.П., Месянжинов В.В., Бернал Р.А., Мирошников К.А. Пространственная реконструкция капсида и идентификация поверхностных белков бактериофага SN Pseudomonas aeruginosa электронно-микроскопическими методами. Биооргани-ческая химия 2009; 35: 6: 808-815Abedon S.T., Thomas-Abedon C., Thomas A., Mazure H. Bacteriophage prehistory. Bacteriophage 2011; 1: 3: 174-178.Abedon S.T., Thomas-Abedon C., Thomas A., Mazure H. Bacteriophage prehistory. Bacteriophage 2011; 1: 3: 174-178.Phage therapy: bacteriophages as antibiotics. Elizabeth Kutter, Evergreen State College, Olympia, WA 98505. Nov. 15, 1997.Phage therapy: bacteriophages as antibiotics. Elizabeth Kutter, Evergreen State College, Olympia, WA 98505. Nov. 15, 1997.Летаров А.В., Голомидова А.К., Тарасян К.К. Экологические основы рациональной фаговой терапии. Acta naturae 2010; 2: 1: 66-79.Летаров А.В., Голомидова А.К., Тарасян К.К. Экологические основы рациональной фаговой терапии. Acta naturae 2010; 2: 1: 66-79.Пименов Н.В., Субботин В.В., Данилевская Н.В. Лечение и профилактика сальмонеллеза голубей и животных зоопарков с использованием фаготерапии и пробиотика. Российский ветеринарный журнал. Мелкие домашние и дикие животные 2013; 6: 6-8Пименов Н.В., Субботин В.В., Данилевская Н.В. Лечение и профилактика сальмонеллеза голубей и животных зоопарков с использованием фаготерапии и пробиотика. Российский ветеринарный журнал. Мелкие домашние и дикие животные 2013; 6: 6-8Jones J.B., Jackson L.E., Balogh B., Obradovic A., Iriarte F.B., Momol M.T. Bacteriophages for plant disease control. Annual Review of Phytopathology 2007; 45: 245-262.Jones J.B., Jackson L.E., Balogh B., Obradovic A., Iriarte F.B., Momol M.T. Bacteriophages for plant disease control. Annual Review of Phytopathology 2007; 45: 245-262.Wittebole X., De Roock S., Opal S.M. A historical overview of bacteriophage therapy as an alternative to antibiotics for the treatment of bacterial pathogens. Virulence 2014; 5: 1: 209-218.Wittebole X., De Roock S., Opal S.M. A historical overview of bacteriophage therapy as an alternative to antibiotics for the treatment of bacterial pathogens. Virulence 2014; 5: 1: 209-218.Бактериофаги / М.Адамс М.: Медгиз, 1961; 521.Бактериофаги / М.Адамс М.: Медгиз, 1961; 521.Григорьева Т.М., Кузин А.И., Азизбекян P.P. Умеренные фаги Brevibacillus laterosporus. Биотехнология 2007; 4: 18-24Григорьева Т.М., Кузин А.И., Азизбекян P.P. Умеренные фаги Brevibacillus laterosporus. Биотехнология 2007; 4: 18-24Мурадов М., Черкасов Г.В., Ахмедова Д.У., Халмурадов А.Г. Новый умеренный цианофаг NP-1T , лизогенирующий культуры цианобактерий рода Nostoc и Plectonema. Микробиология. 1990; 59: 6: 1038-1045Мурадов М., Черкасов Г.В., Ахмедова Д.У., Халмурадов А.Г. Новый умеренный цианофаг NP-1T , лизогенирующий культуры цианобактерий рода Nostoc и Plectonema. Микробиология. 1990; 59: 6: 1038-1045Практическое пособие по бактериофагии / И.М.Габрилович. Мн.: Высшая школа. 1968; 178Практическое пособие по бактериофагии / И.М.Габрилович. Мн.: Высшая школа. 1968; 178Васильев ДА, Семанина E.H., Золотухин С.Н., Хайруллин И.Н., Васильева Ю.Б., Шестаков А.Г. Изучение основных биологических свойств бактериофагов Bordetella bronchiseptica, выделенных методом индукции. Вестник Уральской государственной сельскохозяйственной академии. Научно-теоретический журнал. 2011; 1 (13): 59-62Васильев ДА, Семанина E.H., Золотухин С.Н., Хайруллин И.Н., Васильева Ю.Б., Шестаков А.Г. Изучение основных биологических свойств бактериофагов Bordetella bronchiseptica, выделенных методом индукции. Вестник Уральской государственной сельскохозяйственной академии. Научно-теоретический журнал. 2011; 1 (13): 59-62Манзенюк О.Ю., Воложанцев H.В., Светоч Э.А. Идентификация бактерий Pseudomonas mallei с помощью бактериофагов Pseudomonas pseudomallei. Микробиология 1994; 63: 3: 537-544Манзенюк О.Ю., Воложанцев H.В., Светоч Э.А. Идентификация бактерий Pseudomonas mallei с помощью бактериофагов Pseudomonas pseudomallei. Микробиология 1994; 63: 3: 537-544Kumar J.S, Dhar B. Morphology and general characteristics of phages specific to Lens culinaris rhizobia. Biol. Fertil. Soils. 2010; 46: 681-687.Kumar J.S, Dhar B. Morphology and general characteristics of phages specific to Lens culinaris rhizobia. Biol. Fertil. Soils. 2010; 46: 681-687.Гремякова Т.А., Жиленков Е.А., Новиков И.А., Оборотов М.В., Сазонов В.Э., Фомченков В.М. Изучение взаимодействия фагов и микроорганизмов с использованием методов флюориметрии и электроориентационной спектроскопии. Вестник Российской Академии наук 1999; 2: 24-25.Гремякова Т.А., Жиленков Е.А., Новиков И.А., Оборотов М.В., Сазонов В.Э., Фомченков В.М. Изучение взаимодействия фагов и микроорганизмов с использованием методов флюориметрии и электроориентационной спектроскопии. Вестник Российской Академии наук 1999; 2: 24-25.Жиленков Е.Л., Шемякин И.Г., Фомченков В.М., Иванов А.Ю., Гаврюшкин А.В., Оборотов М.В. Изучение взаимодействия микобактериофага МТРН11 с клеткой-хозяином на основе электронной микроскопии, флуориметрии и электро-ориентационной спектроскопии. Микробиология 1998; 67: 5: 666-671Жиленков Е.Л., Шемякин И.Г., Фомченков В.М., Иванов А.Ю., Гаврюшкин А.В., Оборотов М.В. Изучение взаимодействия микобактериофага МТРН11 с клеткой-хозяином на основе электронной микроскопии, флуориметрии и электро-ориентационной спектроскопии. Микробиология 1998; 67: 5: 666-671Balasubramanian S., Sorokulova I., Vodyanoy V., Simonian A. Lytic phage as a specific and selective probe for detection of Staphylococcus aureus - a surface plasmon resonance spectroscopic study. Biosens Bioelectron 2007; 22: 6: 948-955.Balasubramanian S., Sorokulova I., Vodyanoy V., Simonian A. Lytic phage as a specific and selective probe for detection of Staphylococcus aureus - a surface plasmon resonance spectroscopic study. Biosens Bioelectron 2007; 22: 6: 948-955.Li S., Lib Y., Chenb H., Horikawaa S., Shena W., Simoniana A., Bryan A. China. Direct detection of Salmonella typhimurium on fresh produce using phage-based magneto elastic biosensors. Biosens Bioelectron 2010; 26: 4: 1313-1319.Li S., Lib Y., Chenb H., Horikawaa S., Shena W., Simoniana A., Bryan A. China. Direct detection of Salmonella typhimurium on fresh produce using phage-based magneto elastic biosensors. Biosens Bioelectron 2010; 26: 4: 1313-1319.Guliy O.I., Ignatov O.V., Shchyogolev S.Yu., Bunin V.D., Ignatov V.V. Quantitative determination of organophosphorus aromatic nitro insecticides by using electric-field cell orientation in microbial suspensions. Anal Chem Acta 2002; 462: 2: 165-177.Guliy O.I., Ignatov O.V., Shchyogolev S.Yu., Bunin V.D., Ignatov V.V. Quantitative determination of organophosphorus aromatic nitro insecticides by using electric-field cell orientation in microbial suspensions. Anal Chem Acta 2002; 462: 2: 165-177.Гулий О.И., Матора Л.Ю., Бурыгин Г.Л., Дыкман Л.А., Игнатов В.В., Игнатов О.В. Электрооптические свойства микробных суспензий при взаимодействии клеток с антителами различной специфичности. Прикладная биохимия и микробиология 2010; 46: 1: 69-72Гулий О.И., Матора Л.Ю., Бурыгин Г.Л., Дыкман Л.А., Игнатов В.В., Игнатов О.В. Электрооптические свойства микробных суспензий при взаимодействии клеток с антителами различной специфичности. Прикладная биохимия и микробиология 2010; 46: 1: 69-72Гулий О. И., Бунин В. Д., Игнатов О. В. Метод электрооптического анализа для регистрации воздействия антибиотиков на микробные клетки. Антибиотики и химиотер 2016; 61: 3-4: 3-13Гулий О. И., Бунин В. Д., Игнатов О. В. Метод электрооптического анализа для регистрации воздействия антибиотиков на микробные клетки. Антибиотики и химиотер 2016; 61: 3-4: 3-13Bertani G. Studies on lysogenesis. The mode of phage liberation by lysogenic Escherichia coli. J Bactertol 1951; 62: 293-300.Bertani G. Studies on lysogenesis. The mode of phage liberation by lysogenic Escherichia coli. J Bactertol 1951; 62: 293-300.Макарихина С.С., Гулий О.И., Соколов О.И., Буров А.М., Павлий С.А., Сивко О.Н., Володин Д.Ю., Игнатов О.В. Выделение и характеристика бактериофага Azospirillum lipoferum штамма Sp 59b. Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Химия. Биология. Экология. 2013; 13: 2: 56-61.Макарихина С.С., Гулий О.И., Соколов О.И., Буров А.М., Павлий С.А., Сивко О.Н., Володин Д.Ю., Игнатов О.В. Выделение и характеристика бактериофага Azospirillum lipoferum штамма Sp 59b. Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Химия. Биология. Экология. 2013; 13: 2: 56-61.Smith G.P., Scott J.K. Libraries of peptides and proteins displayed on filamentous phage. Methods in enzymology 1993; 217: 228.Smith G.P., Scott J.K. Libraries of peptides and proteins displayed on filamentous phage. Methods in enzymology 1993; 217: 228.Золотухин С.Н. Создание и разработка схем применения диагностических биопрепаратов на основе выделенных и изученных бактериофагов энтеробактерий: дис.. докт. биол. наук. Ульяновск, 2007; 322.Золотухин С.Н. Создание и разработка схем применения диагностических биопрепаратов на основе выделенных и изученных бактериофагов энтеробактерий: дис.. докт. биол. наук. Ульяновск, 2007; 322.. Электрофизический анализ и разделение клеток / А.И.Мирошников, В.М.Фомченков, А.Ю.Иванов. М.: Наука, 1986; 185. Электрофизический анализ и разделение клеток / А.И.Мирошников, В.М.Фомченков, А.Ю.Иванов. М.: Наука, 1986; 185Bunin V.D., Voloshin A.G. Determination of cell structures, electrophysical parameters, and cell population heterogeneity. Journal Colloid Interface Science 1996; 180: 1: 122-126.Bunin V.D., Voloshin A.G. Determination of cell structures, electrophysical parameters, and cell population heterogeneity. Journal Colloid Interface Science 1996; 180: 1: 122-126.Микробиология с техникой микробиологических исследований / А.С.Лабинская М.: Медицина, 1978; 394.Микробиология с техникой микробиологических исследований / А.С.Лабинская М.: Медицина, 1978; 394.Shchyogolev S.Yu., Khlebtsov N.G., Bunin V.D., Sirota A.I., Bogatyrjov V.A. Inverse problems in spectroturbidimetry of biological disperse systems with random and ordered particle orientation. Proc SPIE 1994; 2082: 167-176.Shchyogolev S.Yu., Khlebtsov N.G., Bunin V.D., Sirota A.I., Bogatyrjov V.A. Inverse problems in spectroturbidimetry of biological disperse systems with random and ordered particle orientation. Proc SPIE 1994; 2082: 167-176.Гулий О.И., Караваева О.А., Великов В.А., Соколов О.И., Павлий С.А., Ларионова О.С., Буров А.М., Игнатов О.В. Исследование адсорбции бактериофага ФАb-Sp7 на клеточной поверхности Azospirillum brasilense Sp7. Вопросы вирусологии 2016; 1: 45-48.Гулий О.И., Караваева О.А., Великов В.А., Соколов О.И., Павлий С.А., Ларионова О.С., Буров А.М., Игнатов О.В. Исследование адсорбции бактериофага ФАb-Sp7 на клеточной поверхности Azospirillum brasilense Sp7. Вопросы вирусологии 2016; 1: 45-48.Lin S.Y., Hameed A., Shen F.T., Liu Y.C., Hsu Y.H., Shahina M., Lai W.A., Young C.C. Description of Niveispirillum fermenti gen. nov., sp. nov., isolated from a fermentor in Taiwan, transfer of Azospirillum irakense (1989) as Niveispirillum irakense comb. nov., and reclassification of Azospirillum amazonense (1983) as Nitrospirillum amazonense gen. nov. Antonie van Leeuwenhoek 2014; 105: 6: 1149-1162.Lin S.Y., Hameed A., Shen F.T., Liu Y.C., Hsu Y.H., Shahina M., Lai W.A., Young C.C. Description of Niveispirillum fermenti gen. nov., sp. nov., isolated from a fermentor in Taiwan, transfer of Azospirillum irakense (1989) as Niveispirillum irakense comb. nov., and reclassification of Azospirillum amazonense (1983) as Nitrospirillum amazonense gen. nov. Antonie van Leeuwenhoek 2014; 105: 6: 1149-1162.Click E.M., Webster R.E. Filamentous phage infection: required interactions with the TolA protein. J Bacteriol 1997; 179: 20: 6464-6471.Click E.M., Webster R.E. Filamentous phage infection: required interactions with the TolA protein. J Bacteriol 1997; 179: 20: 6464-6471.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.