Том 92, № 5 (2023)

Биологические коллекции являются систематизированными хранилищами живых культур или фиксированных препаратов и обеспечивают исследователей необходимым материалом как для фундаментальных и прикладных работ, так и для образовательной деятельности. Коллекционный образец ‒ единственное достоверное подтверждение существования живого организма во времени и пространстве, многофункциональность которого позволяет изучать его и как часть биологического разнообразия, и как биоресурс для развития биотехнологий. Микроводоросли – это древняя экологическая группа различных в таксономическом плане организмов (цианобактерии, зеленые, диатомовые, желто-зеленые, харофитовые и др.), обладающих уникальной физиологией, широкой экологической валентностью и пластичностью, что позволяет им доминировать в различных экологических местообитаниях. Они стали не только эволюционно успешной группой микроорганизмов, но и коммерчески востребованы в мониторинге окружающей среды, сельском хозяйстве, биоэнергетике, фармацевтической и пищевой промышленностях. В статье приводится анализ данных независимого анкетирования 21 российской коллекции микроводорослей и цианобактерий. Опрос включал информацию об основных характеристиках коллекции (фонд, профиль, методы, документооборот и др.), возникающих проблемах и путях их решений.

Из филлосферы дуба пушистого (Quercus pubescens Willd.) на среде с метанолом выделен новый факультативный метилотроф – штамм 6x-1^Т. Изолят представлен аэробными грамотрицательными неспорообразующими неподвижными короткими овоидными палочками, размножается бинарным делением. Оптимально растет при 25‒29°С и pH 7.0‒7.5, рост ингибируется при 1.5% NaCl. В жирнокислотном составе клеток преобладают C_18:1ω7c и C_19:0cyclo кислоты. Доминирующими фос-фолипидами являются фосфатидилэтаноламин, фосфатидилмонометилэтаноламин и дифосфатидилглицерин. Основной убихинон – Q₁₀. Нуклеотидная последовательность гена 16S рРНК штамма 6x-1^T имеет наибольший уровень сходства с таковыми у представителей рода Ancylobacter (97.0‒97.4%). Анализ геномов штамма 6x-1^T и ближайших представителей рода Ancylobacter показал, что уровни ANI (80.7‒83.5%), dDDH (22.4‒23.3%), AAI (72.0‒78.0%) и POCP (62.0‒69.0%) ниже рекомендованных пороговых значений для разделения видов прокариот. Размер генома штамма 6x-1^T составляет 4.29 млн п.о., содержание (Г + Ц) в ДНК ‒ 67.3%. На основании результатов филогенетического, филогеномного, фенотипического и хемотаксономического анализов штамм 6x-1^T (=ВКМ В-3256^T=ССUG 72401^T=КСТС 92567^T) представляет новый вид рода Ancylobacter, для которого предложено название Ancylobacter crimeensis sp. nov.

В результате проведенного исследования установлено, что сигнальная система чувства кворума Rap‒Phr плазмиды pBS72 обладает функциональными особенностями. Показано филогенетическое родство фосфатазы Rap, кодируемой плазмидой pBS72, c гомологичными полипептидами RapP и RapI, детерминируемыми плазмидой pBS32 (идентичность составила 68.4%) и конъюгативным транспозоном ICEBs1 (идентичность составила 36.9%). Подобно филогенетически родственным фосфатазам исследуемый белок Rap негативно влиял на процесс споруляции. В отличие от известных сигнальных систем, выявлено влияние белков Rap‒Phr на жизнеспособность плазмидсодержащих донорных бактерий при конъюгационном переносе плазмиды pBS72 в изогенной системе скрещивания. При нарушении генов rap‒phr через 3 и 4 ч скрещивания количество жизнеспособных клеток донора с мутантной плазмидой уменьшалось в 10 раз, а через 24 ч скрещивания – в 100 раз. При этом количество образующихся трансконъюгантов практически не менялось. Полученные результаты являются основой для изучения механизмов, обеспечивающих влияние внехромосомных генетических элементов на содержащих их донорных бактерий, обеспечивающих распространение pBS72-подобных плазмид в природной среде обитания.

Методом спектроскопии протонного магнитного резонанса исследован пул совместимых веществ, накапливающихся в ответ на действие абиотических факторов среды в клетках штамма Glutamicibacter sp. SMB32. Средой обитания исследованного штамма являлась техногенно засоленная почва района солеразработок Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей (Пермский край, Россия). Штамм SMB32 рос в диапазоне температур 5‒35°С. Выявлено, что при 5 и 32°С в клетках значительно увеличивалось количество трегалозы, чем при 25°С. Glutamicibacter sp. SMB32 был способен расти как без соли, так и в присутствии до 11% NaCl. В клетках, выращенных в среде без хлорида натрия, преобладал глутамат. В условиях высокой солености среды (8% NaCl) в клетках исследованного штамма доминировали трегалоза, пролин, глутамин и глутамат. Повышение солености среды культивирования приводило к возрастанию внутриклеточных количеств пролина. В представленной работе на примере штамма SMB32 впервые показана способность бактерий рода Glutamicibacter к синтезу маннита, и продемонстрирована зависимость его аккумуляции от режима аэрации. Таким образом, штамм Glutamicibacter sp. SMB32 обладает высокой пластичностью метаболизма, проявляя способность адаптироваться к неблагоприятному действию разных физико-химических факторов.

Проведено исследование деструкции композитов на основе полиэтилена высокой плотности (ПЭВП), наполненных полисахаридами амилозы и амилопектина. Показано, что при низких дозировках полисахаридов (0.5 мас. %) не происходит изменение вязкостных, молекулярно-массовых и физико-механических характеристик образцов ПЭВП, а с повышением доли природного наполнителя (крахмал) до 1 и 5% наблюдается снижение механических свойств, однако значения деформационно-прочностных показателей соответствуют минимальным необходимым требованиям для пленочной упаковки. Выявлено, что после почвенного депонирования в течение одного года наибольшим изменениям свойств подвергся образец пленки из ПЭВП с содержанием кукурузного крахмала 5 мас. %. Изучение способности аэробных микроорганизмов к трансформации поверхности изученных пленочных композитов показало, что бактерии рода Bacillus способны эффективно колонизировать полиэтиленовые композиты. Выявлено, что среди идентифицированных микроорганизмов микромицеты родов Penicillium и Trichoderma способны наиболее активно изменять структуру полученных полимерных композитов, а наибольший эффект достигается при синергическом воздействии разных родов микромицетов.

Несмотря на то, что большинство патогенных бактерий эффективно удаляются из сточных вод при их биологической очистке, некоторые патогены, в частности, Arcobacter могут сохраняться в очищенной воде. С помощью профилирования по генам 16S рРНК исследован состав микробных сообществ коммунальных сточных вод города Москвы до и после биологической очистки на Люберецких очистных сооружениях. В поступающей сточной воде преобладали фекальные загрязнители родов Acinetobacter, Aeromonas, Arcobacter, Bacteroides, Streptococcus и Veillonella, которые включают патогены человека. После очистки относительное содержание этих бактерий снижалось в 50‒100 раз. В микробиоме очищенной воды преобладали бактерии, характерные для активного ила, в том числе, нитрификаторы Nitrospira и Nitrosomonas, а также фосфат- и гликоген-аккумулирующие микроорганизмы. Таким образом, патогенные бактерии, включая Arcobacter, эффективно удаляются на московских очистных сооружениях.