Некультивируемое состояние бактерий

Оглавление

Введение        3

Основная часть        4

1.Фенотипическая пластичность микроорганизмов        4

2.Характеристика жизнеспособных, но некультивируемых бактерий        9

3.Переход в некультивируемое состояние        11

4.Реанимация покоящихся клеток        12

Заключение        16

Список литературы        17

Введение

В стрессовых условиях многие виды бактерий переходят в режим метаболического покоя или в физиологически жизнеспособное, но некультивируемое состояние (viable but non-culturable – VBNC). Такое состояние характеризуется потерей бактериями способности расти на искусственных питательных средах при сохранении признаков жизнеспособности и возможности возврата к своей изначальной форме (Oliver, 2012; Пахомов, 2019).

Некультивируемое состояние обнаружено у многих патогенных видов. Это создает серьезную проблему для исследований клинического материала и санитарно-гигиенических тестов в связи с тем, что рутинные бактериологические методы не эффективны для обнаружения VBNC (Соколенко, 2006; Андрюков, 2019).

Таким образом, является актуальным изучение VBNC состояния микроорганизмов и разработка быстрых, недорогих, высокочувствительных и эффективных методов для их обнаружения (Zhao, 2013).

Цель работы – используя литературу изучить основные сведения о некультивируемом состоянии микроорганизмов.

Задачи:

1. Описать феномен фенотипической пластичности микроорганизмов и сравнить VBNC формы с другими ее проявлениям
2. Дать общую характеристику клеток, находящихся в некультивируемом состоянии
3. Изучить факторы перехода в VBNC состояние и процессы, происходящие в клетках
4. Описать индукторы реверсии некультивируемого состояния

Основная часть

1. Фенотипическая пластичность микроорганизмов

Для выживания популяции в непрерывно изменяющихся условиях среды ей необходимо адаптироваться к широкому кругу самых разнообразных факторов. Особенно эффективной формой адаптации является фенотипическая пластичность, то есть способность одинаковых по генотипу организмов изменять свои свойства в ответ на действие среды, создавая новые варианты фенотипов. У микроорганизмов такая изменчивость имеет ключевое значение в поддержании популяций и лежит в основе стратегий их резистентности ко многим биотическим и абиотическим факторам. С точки зрения современных представлений популяция бактерий рассматривается в виде гетероморфного свободно развивающегося в определенной экосистеме сообщества микроорганизмов одного вида. В контексте настоящей темы гетероморфность проявляется в наличии субпопуляций, состоящих из атипичных устойчивых (покоящихся / дормантных) клеток. Такие морфологически и физиологически атипичные клетки находятся в состоянии метаболического и репродуктивного покоя, благодаря чему оказываются недоступными для рутинных методов микробиологической диагностики и нечувствительными к действию большинства антибактериальных средств

 Примеры подобных приспособлений микроорганизмов – цисты и эндоспоры – являются давними, и, соответственно, хорошо изученными предметами научных исследований. Однако, в последние годы в связи с обострением вопроса о резистентности бактерий к антибиотическим препаратам становится все более актуальным изучение «неспоровых» форм устойчивых клеток.

Некультивируемые формы (НФ) / некультивируемое состояние (НС) – один из примеров проявления фенотипической пластичности. Это дормантные клетки, которые характеризуются временной утратой способности образовывать колонии на плотных питательных средах вследствие продолжительного действия каких-либо неблагоприятных факторов. В англоязычной литературе они чаще обозначаются как жизнеспособные, но некультивируемые бактерии (viable but notculturable, VBNC, ЖНК). Помимо НФ бактерий существуют некоторые схожие примеры адаптаций – это L-формы (L-трансформация, cell wall deficient bacteria, CWD), а также клетки-персистеры (от англ. persister — стойкий). НФ, L-формы и персистеры условно объединяются термином «клеточная персистентность бактерий» (Андрюков, 2019). Поскольку данные явления находятся в достаточно тесной связи и имеют множество сходных черт для рассмотрения вопроса о некультивируемом состоянии бактерий сперва следует рассмотреть подробнее остальные примеры клеточной персистентности бактерий.