Влияние растительных метаболитов на развитие сворминга и микробных биопленок

Авторы: Никулина Анна Романовна, Турская Анна Леонидовна (научный руководитель), Бубнова Людмила Валентиновна (научный руководитель), Маркова Юлия Александровна (научный консультант)

.

Рубрика: Технические науки

Страницы: 113-115

Объём: 0,15

Опубликовано в: «Наука без границ» № 6 (23), июнь 2018

Скачать электронную версию журнала

Библиографическое описание: Никулина А. Р., Турская А. Л., Бубнова Л. В., Маркова Ю. А. Влияние растительных метаболитов на развитие сворминга и микробных биопленок // Наука без границ. 2018. № 6 (23). С. 113-115.

Аннотация: Работа посвящена изучению влияния растительных метаболитов на образование и развитие биопленок и сворминга (микробных подвижных колоний). Исследования позволят расширить спектр лекарственных растений и растительных метаболитов, найти новые способы борьбы с микробными биопленками для успешного лечения различных заболеваний.

Объект исследования: Подбел многолистный Andromeda polyfolia, Манжетка городковатая Alchemilla subcrenata, Колхицин (Colchicine) – алкалоид клубнелуковиц безвременника великолепного (Colchicum Speciosum Stev.) семейства лилейных. Бактерии: Pectobacterium carotovorum штамм В-1247, Escherichia coli штамм XL1-Blue.

Предмет исследования: процесс образования биопленок и сворминга в лабораторных условиях.

В составе биопленок бактерии более устойчивы к действию антибиотиков и дезинфектантов, что создает серьезные проблемы в борьбе с инфекционной заболеваемостью человека, животных и растений. Для изучения воздействия экстрактов лекарственных растений на образование микробных биопленок использовали 96-луночные планшеты. В каждую лунку вносили по 150 мкл смеси, состоящей из 113 мкл суспензии исследуемого штамма микроорганизма и 37 мкл исследуемых экстрактов. Планшеты культивировали трое суток при 31 ºС. На 4 сутки измеряли оптическую плотность биопленок. Было установлено, что спиртовые экстракты подбела и манжетки обладают способностью снижать образование биопленок исследуемых видов бактерий.

Одним из основных компонентов матрикса биопленки является полисахарид целлюлоза. Мы определяли его с помощью выращивания бактерий на среде с красителем-индикатором Конго красным (концентрация 0,08 г на 100 мл). Если бактерии способны синтезировать целлюлозу, то они окрашиваются в чёрный цвет. Было установлено, что P. carotovorum синтезирует этот полисахарид.

 Реакция Pectobacterium carotovorum

Рис. 1. Реакция Pectobacterium carotovorum на специфический краситель Конго красный.

МПБ без колхицина

Рис. 2. МПБ без колхицина

МПБ + колхицин 100 мг/л

Рис. 3. МПБ + колхицин 100 мг/л

МПБ + колхицин 1 мг/л

Рис. 4. МПБ + колхицин 1 мг/л

Так как экстракты состоят из множества соединений, обладающих разнонаправленным действием на микроорганизмы, влияние экстрактов не удается выяснить. Поэтому на следующем этапе исследования мы работали с отдельными растительными метаболитами. Наиболее интересные результаты были получены при изучении действия колхицина. Оказалось, что этот алкалоид значимо снижает биопленкообразование у P. carotovorum.

На следующем этапе исследовали влияние колхицина на сворминг P. carotovorum. Исследования проводили на МПБ (мясопептонный бульон) с добавлением колхицина в концентрации 100 мг/л и 1 мг/л. Оказалось, что это соединение несколько стимулировало подвижность бактерий по типу сворминга. Это можно объяснить тем, что подвижные и прикрепленный образы жизни бактерий часто являются противоположными и вполне возможно, что вещества, ингибирующие биопленкообразование, будут стимулировать подвижность клеток по типу сворминга.

В результате проделанной работы было установлено, что экстракты манжетки обладают выраженным бактерицидным действием на P. carotovorum и бактериостатическим − E. coli. Колхицин обладает ингибирующим действием на биопленки Pectobacterium carotovorum. Колхицин стимулирует развитие сворминга Pectobacterium carotovorum.

Список литературы

  1. Зависимость образования биопленок Pectobacterium carotovorum от источника углерода / А. Л. Турская, А. А. Ульданова, А. В. Степановa, Ю. С. Букин, В. В. Верхотуров, В. К. Гайдаc, Ю. А. Маркова // Микробиология. 2017. Том 86. № 1. С. 47-53.
  2. Романова Ю. М. и др. Образование биоплёнок – пример «социального» поведения бактерий // Микробиология. 2006. Т. 75. С. 556-561.
  3. Николаев Ю. А., Плакунов В. К. Биопленка – «Город микробов» или аналог многоклеточного организма? // Микробиология. 2007. Том 76. № 2. С. 149-163.

 

Материал поступил в редакцию 10.06.2018
© Никулина А. Р., Турская А. Л., Бубнова Л. В., Маркова Ю. А., 2018