Кишечные палочки ( Бактерии группы кишечных палочек) В 1885 г. Эшерих открыл микроорганизм, который получил название Escherichia coli (кишечная палочка). Этот микроорганизм является постоянным обитателем толстого отдела кишечника человека и животных. Кроме Е. coli, в группу кишечных бактерий входят эпифитные и фитопатогенные виды, а также виды, экология (происхождение) которых пока не установлена. К бактериям группы кишечных палочек относят роды Escherichia (типичный представитель Е. coli), Citrobacter (типичный представитель Citr. coli citrovorum), Enterobacter (типичный представитель Ent. aerogenes), которые объединены в одно семейство Enterobacteriaceae благодаря общности морфологических и культуральных свойств. Они характеризуются различными ферментативными свойствами и антигенной структурой.
Морфология.
Бактерии группы кишечных палочек - это короткие (длина 1-3 мкм, ширина 0,5-0,8 мкм) полиморфные подвижные и неподвижные грамотрицательные палочки, не образующие спор.
Культуральные свойства.
Бактерии хорошо растут на простых питательных средах: мясопептонном бульоне (МПБ), мясопептонном агаре (МПА). На МПБ дают обильный рост при значительном помутнении среды; осадок небольшой, сероватого цвета, легкоразбивающийся.Образуют пристеночное кольцо, пленка на поверхности бульона обычно отсутствует. На МПА колонии прозрачные с серовато-голубым отливом, легко сливающиеся между собой. На среде Эндо образуют плоские красные колонии средней величины. Красные колонии могут быть с темным металлическим блеском (Е. coli) или без блеска (E.aerogenes). Для лактозоотрицательных вариантов кишечной палочки (B.paracoli) характерны бесцветные колонии. Им свойственна широкая приспособительная изменчивость, в результате которой возникают разнообразные варианты, что усложняет их классификацию.
Биохимические свойства.
Большинство бактерий группы кишечных палочек не разжижают желатина, свертывают молоко, расщепляют пептоны с образованием аминов, аммиака, сероводорода, обладают высокой ферментативной активностью в отношении лактозы, глюкозы и других сахаров, а также спиртов. Не обладают оксидазной активностью. По способности расщеплять лактозу при температуре 37°С БГКП делят на лактозоотрицателъные и лактозоположительные кишечные палочки (ЛКП), или колиформные, которые формируются по международным стандартам. Из группы ЛКП выделяются фекальные кишечные палочки (ФКП), способные ферментировать лактозу при температуре 44,5°С . К ним относится Е. coli, не растущая на цитратной среде.
Устойчивость.
Бактерии группы кишечных палочек обезвреживаются обычными методами пастеризации (65 - 75° С). При 60° С кишечная палочка погибает через 15 минут. 1% раствор фенола вызывает гибель микроба через 5-15 минут, сулема в разведении 1:1000 - через 2 мин., устойчивы к действию многих анилиновых красителей.
Санитарно-показательное значение.
Санитарно-показательное значение отдельных родов бактерий группы кишечных палочек неодинаково. Обнаружение бактерий рода Escherichia в пищевых продуктах, воде, почве, на оборудовании свидетельствует о свежем фекальном загрязнении, что имеет большое санитарное и эпидемиологическое значение. Считают, что бактерии родов Citrobacter и Enterobacter являются показателями более давнего (несколько недель) фекального загрязнения и поэтому они имеют меньшее санитарно-показательное значение по сравнению с бактериями рода Escherichia. При длительном применении антибиотиков в кишечнике человека также обнаруживают различные варианты кишечной палочки. Особый интерес представляют лактозоотрицателъные варианты кишечной палочки. Это измененные эшерихии, утратившие способность сбраживать лактозу. Они выделяются при кишечных инфекциях человека (брюшном тифе, дизентерии и др.) в период выздоровления. Наибольшее санитарно-показательное значение имеют кишечные палочки, не растущие на среде Козера (цитратная среда) и ферментирующие углеводы при 43-45°С (E. coli).Они являются показателем свежего фекального загрязнения. В связи с неодинаковым санитарно-показательным значением отдельных родов бактерий группы кишечных палочек их дифференцируют на основании следующих признаков, образующих комплекс ТИМАЦ
Организация генома прокариот (на примере кишечной палочки)
Основу генетического аппарата кишечной палочки составляет бактериальная хромосома, входящая в состав нуклеоида – ядерноподобной структуры. Нуклеоид по морфологии напоминает соцветие цветной капусты и занимает примерно 30% объема цитоплазмы. Бактериальная хромосома представляет собой кольцевую двуспиральную правозакрученную молекулу ДНК, которая свернута во вторичную спираль. Длина бактериальной хромосомы составляет примерно 4,7 млн. нуклеотидных пар (п.н.), или
1,6 мм. Вторичная структура хромосомы поддерживается с помощью гистоноподобных (основных) белков и РНК. Точка прикрепления бактериальной хромосомы к мезосоме (складке плазмалеммы) является точкой начала репликации ДНК (эта точка носит название OriC). Бактериальная хромосома удваивается перед делением клетки, и сестринские копии распределяются по дочерним клеткам с помощью мезосомы. Репликация ДНК идет в две стороны от точки OriC и завершается в точке TerC. Молекулы ДНК, способные себя воспроизводить путем репликации, называются репликоны.
Все множество известных генов делится на 10 групп, контролирующих следующие процессы (в скобках указано количество изученных генов):
1. Транспорт различных соединений и ионов в клетку (92).
2. Реакции, поставляющие энергию, включая катаболизм различных природных соединений (138).
3. Реакции синтеза аминокислот, нуклеотидов, витаминов, компонентов цепей переноса электронов, жирных кислот, фосфолипидов и некоторых других соединений (221).
4. Генерация АТФ при переносе электронов (15).
5. Катаболизм макромолекул (22).
6. Аппарат белкового синтеза (164).
7. Синтез нуклеиновых кислот, включая гены, контролирующие рекомбинацию и репарацию (49).
8. Синтез клеточной оболочки (42).
9. Хемотаксис и подвижность (39).
10. Прочие гены, в том числе с неизвестной функцией (110).
В лаг–фазе в клетке имеется одна бактериальная хромосома, но в фазе экспоненциального роста ДНК реплицируется быстрее, чем происходит деление клетки; тогда число бактериальных хромосом на клетку увеличивается до 2. 4. 8. Такое состояние генетического аппарата называется полигаплоидностью.
При делении клетки сестринские копии бактериальной хромосомы распределяются по дочерним клеткам с помощью мезосомы.
Репликация плазмид может быть синхронизирована с репликацией бактериальной хромосомы, но может быть и независимой. Соответственно, распределение плазмид по дочерним клеткам может быть точным или статистическим.
См. также
АДМИНЫ пжл не удаляйте ссылку- это реальная помощь многим страдающим.
- Р.П. Корнелаева, ПП. Степаненко, Е.В. Павлова Санитарная микробиология сырья и продуктов животного происхождения. 2006, с.15-18
- afonin-59-bio.narod.ru/2_heredity/2_heredity_self/hs_10_genom_procariota.htm Организация генома прокариот
Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Кишечная палочка. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .
КАРТОЧКА ПРОЕКТА,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
Название Разработка объединенной схемы типирования кишечной палочки и шигелл и улучшение средств диагностики и вакцинопрофилактики дизентерии на основе комплексного исследования О-антигенов
Руководитель Книрель Юрий Александрович, Доктор химических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского Российской академии наук, г Москва
Года выполнения при поддержке РНФ 2017 - 2018
Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни, 04-203 - Общая биохимия
Ключевые слова антиген, бактерия, кишечная палочка, дизентерия, вакцина, диагностика, классификация, иммуноспецифичность, полисахарид, генный кластер О-антигена, клеточная стенка
Код ГРНТИ 34.15.37
Статус Успешно завершен
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Кишечная палочка (Escherichia coli) - клональный вид бактерий, включающий как комменсальные, так и патогенные штаммы. К последним относятся возбудители диареи (эшерихиоза) и ряда более серьезных заболеваний, таких как энтероколит, геморрагический колит и гемолитико-уремического синдром. Шигеллы (Shigella spp.) - возбудители бактериальной дизентерии (шигеллеза), которые недавно на основании генетических данных предложено включить в вид E. coli. Настоящий проект является продолжением проекта, поддержанного в 2014-2016 гг. РНФ (грант № 14-14-01042), и посвящен в основном завершению работы по созданию объединенной классификационной схемы эшерихий и шигелл, основанной на структурно и генетически охарактеризованных О-антигенах. В его рамках будут установлены новые структуры остававшихся неизученными О-антигенов типовых штаммов 10 О-серогрупп E. coli (O33, O34, O44, O50, O89, O92, O93, O106, O144 и O179) из общего числа более 200 О-серогрупп. Кроме того, будет проведен структурный анализ О-антигенов новых штаммов E. coli (не менее трех), выделенных из окружающей среды, которые отличаются от О-антигенов типовых штаммов, и будет определено место этих штаммов в новой классификационной схеме. Будет проведена аннотации генов биосинтеза О-антигенов всех штаммов эшерихий, которые будут исследованы в рамках продолжающегося проекта. Будет завершен генетический анализ О-антигенов E. coli O57 и O62, строение О-полисахаридов которых было установлена ранее и генные кластеры биосинтеза О-антигенов которых в типичном для эшерихий месте инактивированы. Альтернативные функциональные генные кластеры будут обнаружены в другом месте генома этих бактерий, будет экспериментально подтверждена их роль в синтезе экспрессируемых O-антигенов и будут аннотированы входящие в них гены. Гены гликозилтрансфераз, участвующих в сборке олигосахаридных звеньев всех исследуемых О-антигенов, будут отнесены к гликозидным связям и на основании полученных нами и другими исследователями данных будет создана первая база данных гликозилтранфераз кишечных бактерий. Таким образом, впервые будут многосторонне структурно и генетически охарактеризованы О-антигены беспрецедентно широкого круга близкородственных микроорганизмов (более 200 клонов кишечных бактерий). Это позволит выявить новые антигенные взаимосвязи между этими О-антигенами, в том числе между родительскими и дочерними клонами, и прольет свет на пути и молекулярные механизмы формирования наблюдаемого разнообразия О антигенных форм в ходе эволюции кишечных бактерий. В рамках проекта будет проведено также структурно-генетическое исследование О-антигенов ближайшего к E. coli бактериального вида Eschericha albertii, которые ранее не исследовались. Будут изучены О-антигены представителей всех выявленных к настоящему времени семи молекулярных типов E. albertii, будут установлены их структуры и аннотированы гены их биосинтеза, будет выяснена степень родства между О-антигенами двух видов эшерихий. На основании полученных данных будет предложена первая классификационная схема штаммов E. albertii. Будет дана оценка целесообразности объединения классификационных схем E. coli и E. albertii. Кроме того, будет изучено взаимодействия О-антигена E. coli O157 с рецепторными белками хвостовых фибрилл специфического вирулентного бактериофага CBA120. Ранее в рамках проекта РНФ № 14-14-01042 было найдено, что рецепторный белок 163d бактериофага CBA120 расщепляет О157-антиген по гидролитическому механизму по L-фукозидным связям. Дальнейшее исследование показало, что бактериофаг CBA120 имеет четыре различных рецепторных белка (162d-165d), два из которых, включая изученный белок 163d, способны инфицировать бактерию, а два другие - нет, хотя все они связываются с О157-антигеном и, возможно, модифицируют его. В рамках продолжающегося проекта будут выяснены механизмы взаимодействия белков 162d, 164d и 165d с О-антигеном E. coli O157, которые лежат в основе биохимических процессов, предшествующих инфицированию клеток бактериофагом.
Ожидаемые результаты
Будет установлено строение и аннотированы гены биосинтеза О-антигенов типовых штаммов всех О-серогрупп эшерихий, остававшихся неисследованными в этом отношении, и не менее трех новых штаммов E. coli, выделенных из окружающей среды. В результате будет расширено представление о разнообразии структур О-антигенов кишечных бактерий и о генетических факторах, участвующих в диверсификации этих структур. Будет завершено создание расширенной объединенной классификационной схемы эшерихий и шигелл, основанной на всех известных структурно и генетически охарактеризованных О-антигенах. Назревшая необходимость объединения этих бактерий в рамках одной классификационной схемы диктуется как недавним пересмотром таксономического положения шигелл, которые предложено включить в вид E. coli, так и тесным родством О-антигенов этих бактерий. Эта схема необходима для повышения эффективности и надежности типирования штаммов кишечных бактерий и, как следствие, для улучшения эпидемиологического мониторинга и разработки улучшенных методов диагностики и вакцинопрофилактики инфекций, вызываемых патогенными штаммами. В результате аннотации генов биосинтеза О-антигенов будут выявлены гены, специфичные для каждой О-серогруппы, которые будут предложены в качестве новых мишеней для молекулярной экспресс-диагностики кишечных инфекций. Будет создана первая база данных гликозилтранфераз кишечных бактерий с определенными функциями, которая будет востребована для функционального анализа других бактериальных гликозилтранфераз. Будет разработана первая необходимая для эпидемиологических целей схема типирования бактерий E. albertii - возбудителей спорадических и эпидемических кишечных инфекций у людей и птиц - на основе всех известных в настоящее время структурно и генетически охарактеризованных О-антигенных форм. Будет выяснен механизм (или механизмы) взаимодействия рецепторных белков хвостовых фибрилл специфического вирулентного бактериофага CBA120 с О-антигеном E. coli O157 как биохимическая основа первой стадии инфицирования бактерий бактериофагом. Этот бактериофаг имеет потенциал использования в качестве средства фаготерапии гемолитико-уремического синдрома и геморрагического колита - особо опасных инфекций, вызываемых штаммами E. coli O157.
Аннотация результатов, полученных в 2017 году
Кишечная палочка (Escherichia coli) является одним из компонентов нормальной микрофлоры кишечника, но при определенных условиях может вызывать диарею, а некоторые штаммы ответственны за более серьезные заболевания, такие как энтероколиты, геморрагическую лихорадку и гемолитико-уремический синдром. E. coli - один из наиболее гетерогенных видов бактерий в отношении О-антигенов, которые представляют собой полисахаридные цепи липополисахаридов, встроенных во внешнюю мембрану бактериальной клетки. Большинство специфических генов, кодирующих ферменты пути биосинтеза О-антигенов, собраны в генный кластер на хромосоме, и вариации этих генов определяют наблюдаемое разнообразие структур О-полисахаридов. Схема типирования штаммов кишечной палочки, необходимая для серодиагностики инфекционных заболеваний, основана на иммуноспецифичности О-антигенов и включает более 180 О-серогрупп. В настоящее время серодиагностика вытесняется молекулярной диагностикой, основанной на специфических генах биосинтеза О-антигенов. В рамках проекта проводится структурно-генетическое изучение О-антигенов с целью создания надежной основы и уточнения классификации E. coli. К настоящему времени неизученными остаются менее 10 О-серогрупп этих бактерий. За отчетный период охарактеризованы О-антигены двух ранее неисследованных серогрупп (O50 и O92) и трех штаммов выделенных из окружающей среды (F5, F17 и 8up). О-полисахарид серогруппы O92 идентифицирован как новый фруктан, отличающийся по структуре от известных фруктанов левана и инулина. О-полисахарид серогруппы O50 оказался гетерополисахаридом, родственным О-полисахариду E. coli серогруппы O2, который отличается только присутствием дополнительного бокового моносахарида 3-ацетамидо-3-дезокси-D-фукозы (D-Fuc3NAc). В генных кластерах О-антигенов обеих бактерий, которые идентичны на 99%, присутствуют гены для биосинтеза D-Fuc3NAc, но в серогруппе O50 один из этих генов инактивирован и, как следствие, биосинтез D-Fuc3NAc в этом штамме заблокирован. Структура О-полисахарида и генный кластер биосинтеза О-антигена одного из штаммов из окружающей среды F17 не встречались у других бактерий. На основании этого для штамма F17 предложено создать новую О-серогруппу E. coli и считать его типовым штаммом этой серогруппы. О-полисахариды двух других штаммов из окружающей среды F5 и 8up оказались структурными вариантами О-полисахаридов серогрупп O28 и O109, соответственно. Они отличались положением замещения глицерофосфата (O28/F5) или характером О-ацетилирования (O109/8up). Как ожидалось, генные кластеры О-антигенов этих бактерий характеризовались высокой степенью гомологии. На основании полученных данных предложено разделить каждую из серогрупп E. coli O28 и O109 на подгруппы и включить в эти серогруппы штаммы F5 и 8up в качестве новых подгрупп. В рамках проекта найдено, что установленная нами ранее структура О-полисахарида E. coli O62 не соответствует генному кластеру О-антигена, который по составу и организации генов практически идентичен генному кластеру другой серогруппы - E. coli O68. Оказалось, что у бактерии E. coli O62 этот генный кластер не является функциональным вследствие инактивации одного из генов, участвующих в биосинтезе L-рамнозы - одного из основных компонентов О-полисахарида E. coli O68. В результате E. coli O62 не синтезирует O68-антиген, но экспрессирует О-полисахарид с другим составом (он содержит D-глюкопиранозу и D-галактофуранозу) и другой структурой. Полногеномное секвенирование позволило обнаружить генный кластер биосинтеза этого альтернативного О-антигена в другом месте генома E. coli O62. В нем присутствует ген glf для синтеза D-галактофуранозы, гены гликозилтранфераз для построения основной цепи О-полисахарида из остатков D-галактофуранозы и гены ABC-транспортера для трансмембранного переноса синтезированного О-антигена. Гены для присоединения двух боковых остатков глюкозы найдены вне генного кластера О-антигена в геноме профага, включенного в хромосому E. coli O62. Функциональность альтернативного генного кластера О62-антигена подтверждена мутацией wzm – одного из генов ABC-транспортера, которая привела к потери способности синтезировать О-полисахарид. Комплементация плазмидой с геном wzm E. coli O62 восстановила исходный хемотип. Биоинформатический анализ показал, что альтернативный функциональный генный кластер О62-антигена на 97% идентичен генетической области в хромосоме Enterobacter aerogenes CAV1320. Был сделан вывод, что штамм E. coli O62 произошел от штамма E. coli O68 в результате двух событий: инактивации генного кластера О68-антигена и приобретения нового генного кластера O-антигена от бактерии E. aerogenes. Кроме О-полисахаридов E. coli в рамках проекта проводится структурно-генетическое исследование О-антигенов Escherichia albertii - нового вида энтеробактерий, близкородственного E. coli. Штаммы этого вида являются возбудителями спорадических и эпидемических кишечных инфекций у людей и птиц. На основании О-антигенов выявлено cемь О-серотипов (EAO1-EAO7), из которых четыре (EAO1-EAO3 и EAO6) исследованы в отчетный период. О-антигены двух серотипов E. albertii EAO3 и EAO6 оказались близкородственными О-антигенам E. coli O181 и О3, соответственно. Так, они либо имеют идентичные по структуре О-полисахариды (EAO6/O3), либо отличаются только присутствием в одном из О-полисахаридов О-ацетильной группы (EAO3/O181). Соответственно, генные кластеры О-антигенов этих бактерий попарно практически идентичны (ген ацетилтрансферазы, модифицирующий О-полисахарид E. coli O181, находится вне генного кластера О-антигена). В связи с антигенным родством и близостью многих других характеристик, рекомендуется объединить классификационные схемы E. coli и E. albertii и включить серогруппы E. albertii EAO3 и EAO6 в существующие серогруппы E. coli O181 и O3, соответственно, в качестве новых подгрупп. О-полисахариды E. albertii EAO1 и EAO2 имеют уникальные структуры, и в объединенной классификационной схему E. coli и E. albertii они должны получить статус типовых штаммов новых серогрупп. Отметим особенность состава O-полисахарида E. albertii EAO1, который включает два производных редковстречающихся в природе кислых моносахаридов 2,3-диамино-2,3-дидезокси-D-маннуроновой кислоты и 2,3-диамино-2,3-дидезокси-D-глюкуроновой кислоты. При этом производное D-глюкуроновой кислоты с ацетимидоильной группой CH3C(=NH) при атоме азота в положении 2 обнаружено впервые в природе. Фаготерапия является перспективным методом борьбы с инфекционными заболеваниями, имеющим ряд преимуществ перед антибиотикотерапией. Важное значение имеет первая стадия взаимодействия бактериофагов с бактериями, включающая связывание и расщепление бактериального поверхностного полисахарида рецепторным белком бактериофага, так как она позволяет фаговой частице приблизиться к поверхности бактериальной клетки и осуществить последующую инъекцию фагового генома внутрь клетки. В связи с этим проводится поиск вирулентных бактериофагов, специфичных к патогенным бактериям, таким как E. coli O157, вызывающей геморрагическую лихорадку и гемолитико-уремический синдром. Одним из вирулентных бактериофагов, специфичных к E. coli O157, является фаг CBA120, который имеет четыре рецепторных белка, отличающихся по своей специфичности. В отчетный период нами изучен механизм расщепления О-полисахарида E. coli O157 рекомбинантным рецепторным белком gp163dd бактериофага CBA120, а также О-полисахаридов двух других O-серогрупп E. coli рекомбинантными рецепторными белками gp164 и gp165d этого же бактериофага. Найдено, что все три изученных рецепторных белка являются полисахаридными деполимеразами (гидролазами), расщепляющими различные О-полисахариды по различным гликозидным связям. Каждый из трех белков gp163dd, gp164 и gp165d строго специфичен к определенному O-полисахариду, а именно E. coli O157, O78 и O77, соответственно. В качестве продуктов расщепления О-полисахаридов идентифицированы олигосахариды, соответствующие повторяющемуся звену О-полисахарида (E. coli O157 и O78) и/или его олигомеру (E. coli O157 и O77). Наличие у одного бактериофага нескольких рецепторных белков с различной специфичностью по отношению к полисахаридным субстратам является уникальным и обнаружено в природе впервые. Таким образом, все работы, запланированные на отчетный период, выполнены. По результатам исследования опубликовано 4 статьи в рецензируемых журналах и сделано 3 сообщения на российских и международных научных конференциях.
1. Науменко О.И., Чжэн Х., Сенченкова С.Н., Ван Х., Ли Ц., Шашков А.С., Ван Ц., Книрель Ю.А., Сюн Я. Structures and gene clusters of the O-antigens of Escherichia albertii O3, O4, O6, and O7 Carbohydrate Research, Т. 449, С. 17-22 (год публикации - 2017).
2. Сенченкова С.Н., Сюй Г., Ци Я., Перепелов А.В., Шашков А.С., Лю Б., Книрель Ю.А. New fructan - the O-specific polysaccharide from Escherichia coli O92 Russian Chemical Bulletin, Т. 66, № 7, С. 1304-1307 (год публикации - 2017).
Введение. После открытия антибиотиков в середине прошлого века антибиотикотерапия позволила добиться снижения численности и тяжести проявления инфекционных болезней. Тем не менее, частым следствием их применения в производственной среде является появление резистентных штаммов микроорганизмов, причем механизмы развития антибиотикорезис-тентности у бактерий многосторонни, а фенотипическим следствием приобретения устойчивости к антибактериальным препаратам является появление морфологически абберантных разновидностей в микробиологическом явлении, называемом морфологической пластичностью. Морфологическая пластичность бактерий является особым феноменом, благодаря которому бактерии приобретают адаптивные преимущества для приспособления к изменяющимся условиям среды. В настоящее время, совокупность факторов окружающей среды, которые могут индуцировать образование фенотипически гетерогенных форм бактерий, в целом определена, но лежащие в основе молекулярные механизмы остаются в основном неизвестными. Физические и химические воздействия, вызывающие морфологические вариации у бактерий, в основном связаны с изменениями механизмов биосинтеза компонентов клеточной стенки. К таким факторам относят голодание, оксидативный шок, протестное хищничество, антимикробные агенты, температурные стрессы, осмотический шок и механические ограничения. Морфологическая абберация приводит к трансформации микроорганизмов в различные морфологические варианты, причем большинство из них в конечном итоге реверсируют к типичной морфологии клеток [5].
Характерная морфология бактерий поддерживается в течение бесконечного числа поколений и рассматривается в качестве видоспецифического фенотипического признака, однако периодически она может меняться в разные этапы жизненного цикла. Бактериальная форма генетически детерминирована, однако физические и химические факторы в настоящее время признаются в качестве основных участников морфогенеза бактерий.
Бактериальная морфология в основном определяется пептидог-ликано-вым (ПГ) экзоскелетом [6], полимерной макромолекулярной структурой, которая окружает цитоплазматическую мембрану и является основным жестким элементом в бактериальной оболочке. Пептидогликановая оболочка в бактериях обеспечивает постоянство морфологии бактерии, однако она также и достаточно пластичная, допуская динамические модификации. Пептидогликан представляет собой полимер гликановых цепей, сшитых пентапептидными мостиками [4]. Структура мономерной субъединицы, N-ацетилглюкозаминил-Ы-ацетилмурамил-1_-аланил-0-глутаминил-1_-(мезо) диаминопимелил-D-аланил-Э-аланин (GlcNAc-MurNAc-L-Ala-D-Glu-L-mesoDAP-D-Ala-D-Ala), устойчиво единообразна по всему филогенетическому древу бактерий. Немногочисленные вариации представляют собой либо изменение аминокислотной последовательности пептида (почти всегда диаминокислоты в положении 3), либо следствия дополнительных реакций, которые модифицируют основную субъединицу (например, O-ацетилирование сахаров или амидирование дикарбоновой аминокислоты) [1].
Фенотипическая пластичность известна у разных видов бактерий. В зависимости от селективного давления, физических ограничений, моделей роста и деления, морфология бактерий очень разнообразна даже у близкородственных родов. Для некоторых бактерий в их естественной среде обитания, таких как Caulobacter crescentus в пресной воде с ограниченным наличием питательных веществ и уропатоген-ной кишечной палочки Escherichia coli (UPEC) в мочевых путях млекопитающих, морфологическая пластичность играет ключевую роль в большей выживаемости в неблагоприятных условиях. Модуляция морфогенеза бактерий, вызванная различными факторами окружающей среды, чаще имеет взаимосвязь между воздействиями окружающей среды и молекулярными путями метаболизма, которые прямо или косвенно изменяют сборку пептидогликана, приводя к трансформации бактериальной морфологии. Например, превращение UPEC и Mycobacterium tuberculosis в филаментные (нитчатые) бактерии вызвано ингибированием дивисом через активацию SOS-системы бактерий или индуцировано продукцией активных форм кислорода [5]. Филаментация представляет одну из разновидностей морфологической пластичности бактерий.
Целью настоящей работы стало рассмотрение кишечной палочки (Escherichia coli) в качестве основной иллюстрации морфологической пластичности бактерий, чтобы обсудить причину морфологической аб-берации и вероятную связь антибиотикотерапии с появлением филаментных форм бактерии.
Материалы и методы исследований. Материалом для исследования служил биоматериал, полученный от 12 птиц и 8 свиней из двух различных сельскохозяйственных предприятий Гомельской области. Бактериологическому исследованию были подвергнуты пробы внутренних органов (печень, брыжеечные лимфатические узлы, селезенка, почки). Предприятия - источники происхождения биоматериала для исследования были благополучными по инфекционным болезням; противоэпизоотические мероприятия осуществлялись в полном объеме согласно плану. В поголовьях предприятий отмечаются единичные случаи падежа молодняка животных, регистрируемые как следствие незаразной патологии. В качестве лечебно-профилактических средств используются антибиотики различных групп, в том числе цефалоспоринового ряда.
У павших животных при жизни отмечали диарейный синдром средней интенсивности, животные подвергались лечению одним из антибиотиков цефалоспориновой группы.
Бактериологическое исследование проводили с целью идентификации возбудителя, учитывая возможный спектр диареагенных микроорганизмов (кишечная палочка, сальмонеллы, энтеробактерии ассоциативных кишечных инфекций). Первичную изоляцию микроорганизмов проводили на среде Эндо с последующей идентификацией по биохимическим тестам на цветном ряде. Исследование морфологии выделяемых микроорганизмов и определение подвижности проводили микроскопическим методом.
Таблица 1. Чувствительность изолята E. coli к антибиотикам (диско-диффузионным методом в мм)
Читайте также:
Пожалуйста, не занимайтесь самолечением!При симпотмах заболевания - обратитесь к врачу.
Copyright © Иммунитет и инфекции
