Transcript Биопленки бактерий - Институт молекулярной генетики РАН

БИОПЛЕНКИ БАКТЕРИЙ
И.А. Хмель
В.А. Плюта
Институт молекулярной генетики РАН
Формирование биопленок бактерий
Способность бактерий существовать в составе
биопленок создает большие трудности для
медицины, т.к. эти бактерии проявляют
существенно увеличенную резистентность к
лекарственным препаратам, дезинфектантам,
иммунной защите организма.
Устойчивость бактерий в биопленках к действию
антибиотиков может повышаться в 10 – 1000 раз!
Образование биопленок на вводимых в организм
устройствах (катетерах, сердечных клапанах, линзах
и др.) может быть причиной тяжелых хронических
заболеваний.
Биопленки
(негативное действие)
Формирование биопленок бактериями – способ
их защиты от неблагоприятных воздействий.
Поиск веществ, подавляющих формирование
биопленок и разрушающих их – актуальная
задача.
Выращивание бактерий в виде биопленок
обеспечивает преимущества:
- в производствах, включающих длительные
биотрансформации токсичных веществ в связи
с увеличенной устойчивостью бактерий к этим
веществам;
- при биологической очистке воды, воздуха и др.
(создание микробных сообществ заданного
состава, эффективно деградирующих вредные
соединения);
- в биологической борьбе с фитопатогенами,
вызывающими заболевания растений.
I. N-ацил-гомосеринлактоны аутоиндукторы LuxR/LuxI Quorum Sensing
систем регуляции
грамотрицательных бактерий
Бактерия / ген, ответственный за
синтез АГЛ / АГЛ
Pseudomonas chlororaphis / phzI / Nгексаноил-гомосерин-лактон
Vibrio fischeri / luxI / N-3-оксогексаноил-гомосерин-лактон
Pseudomonas aeruginosa / lasI / N-3оксо-додеканоил-гомосерин-лактон
Pseudomonas aeruginosa / rhl I / Nбутаноил-гомосерин-лактон
Agrobacterium tumefaciens / traI / N-3оксо-октаноил-гомосерин-лактон
Vibrio harveyi / luxLM / N-3гидрокси-бутаноил-гомосерин-лактон
Структура АГЛ
Схема QS регуляции lux оперона у Vibrio fischeri
LuxI –
N-3OC6-HSL
Схема QS регуляции у P. aeruginosa
L LasI – N-(3-оксо)-С12-HSL
a RhlI – N-C4-HSL
s
Экспрессия более 600 генов
регулируется QS
Зависимость роста планктонных клеток E.coli AB1157 (белые
столбики) и образования биопленок (черные столбики) от
концентрации наночастиц серебра.
OD600 – оптическая плотность планктонных клеток; A600 –
биомасса биопленок, определяемая как абсорбция красителя
кристаллический фиолетовый окрашенных биопленок.
Зависимость роста планктонных клеток P. aeruginosa
PAO1 (белые столбики) и образования биопленок
(черные столбики) от концентрации НЧС.
Зависимость роста планктонных клеток S.
proteamaculans (белые столбики) и образования
биопленок (черные столбики) от концентрации НЧС.
Стимуляция образования биопленок P. aeruginosa
PAO1 pME6000 при низких концентрациях
перекиси водорода.
Влияние перекиси водорода на образование
биопленок и планктонный рост P. aeruginosa PAO1
pME6863 (плазмида содержит ген aiiA, кодирующий
гомосеринлактоназу. Стимуляции образования
биопленок не наблюдается; т.о., этот феномен зависит
от QS регуляции.