Оценка воздействия бактериофагов на микробные клетки методом электрооптического анализа

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.

бактериофаги, метод электрооптического анализа клеточных суспензий

1. Фильчиков 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: 808-815

2. Abedon S.T., Thomas-Abedon C., Thomas A., Mazure H. Bacteriophage prehistory. Bacteriophage 2011; 1: 3: 174-178.

3. Phage therapy: bacteriophages as antibiotics. Elizabeth Kutter, Evergreen State College, Olympia, WA 98505. Nov. 15, 1997.

4. Летаров А.В., Голомидова А.К., Тарасян К.К. Экологические основы рациональной фаговой терапии. Acta naturae 2010; 2: 1: 66-79.

5. 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: 6-8

6. 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.

7. 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.

8. Бактериофаги / М.Адамс М.: Медгиз, 1961; 521.

9. Григорьева Т.М., Кузин А.И., Азизбекян P.P. Умеренные фаги Brevibacillus laterosporus. Биотехнология 2007; 4: 18-24

10. Мурадов 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: 1038-1045

11. Практическое пособие по бактериофагии / И.М.Габрилович. Мн.: Высшая школа. 1968; 178

12. Васильев 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): 59-62

13. Манзенюк О.Ю., Воложанцев H.В., Светоч Э.А. Идентификация бактерий Pseudomonas mallei с помощью бактериофагов Pseudomonas pseudomallei. Микробиология 1994; 63: 3: 537-544

14. Kumar J.S, Dhar B. Morphology and general characteristics of phages specific to Lens culinaris rhizobia. Biol. Fertil. Soils. 2010; 46: 681-687.

15. 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.

16. 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: 666-671

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. 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: 69-72

21. Гулий 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: 3-13

22. Bertani G. Studies on lysogenesis. The mode of phage liberation by lysogenic Escherichia coli. J Bactertol 1951; 62: 293-300.

23. 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.

24. Smith G.P., Scott J.K. Libraries of peptides and proteins displayed on filamentous phage. Methods in enzymology 1993; 217: 228.

25. Золотухин С.Н. Создание и разработка схем применения диагностических биопрепаратов на основе выделенных и изученных бактериофагов энтеробактерий: дис.. докт. биол. наук. Ульяновск, 2007; 322.

26. . Электрофизический анализ и разделение клеток / А.И.Мирошников, В.М.Фомченков, А.Ю.Иванов. М.: Наука, 1986; 185

27. 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.

28. Микробиология с техникой микробиологических исследований / А.С.Лабинская М.: Медицина, 1978; 394.

29. 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.

30. 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.

31. 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.

32. Click E.M., Webster R.E. Filamentous phage infection: required interactions with the TolA protein. J Bacteriol 1997; 179: 20: 6464-6471.