Сравнение состава клеток микобактерий Mycobacterium tuberculosis HR37v и mycobacterium smegmatis mc2155, находящихся в активном и некультивируемом состояниях
Исследование особенностей строения клеточной стенки микобактерий. Характеристика изучения in vivo влияния воздействий организма-хозяина и ответной реакции со стороны микобактерий. Анализ динамики изменения соотношения белок/липид для клеток M. smegmatis.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.07.2020 |
| Размер файла | 85,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Московский государственный университет тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова
Сравнение состава клеток микобактерий Mycobacterium tuberculosis HR37v и mycobacterium smegmatis mc2155, находящихся в активном и некультивируемом состояниях
Н.С. Морозова, А.С. Ильина, М.О. Шлеева,
Известно, что одна треть населения планеты является носителем латентной формы туберкулёза [1], при которой не наблюдается проявления клинических признаков заболевания. Такая форма заболевания связана с важной особенностью микобактерий переходить в дормантное (покоящееся или некультивируемое (НК)) состояние [2]. Исследование особенностей строения клеточной стенки микобактерий является ключевым при разработке новых подходов лечения не только туберкулёза, но и других микобактериальных заболеваний в связи с растущим количеством рецидивных и плохо поддающихся лечению случаев заболевания.
Из-за сложности изучения in vivo влияния воздействий организма-хозяина и ответной реакции со стороны микобактерий был разработан подход создания моделей дормантности in vitro. Такие модели позволяют изучать механизмы перехода в некультивируемое состояние и механизмы реактивации; также была доказана целесообразность использования в качестве моделей близкородственных Mycobacterium tuberculosis (M.tuberculosis) быстрорастущих непатогенных микобактерий, например, таких как Mycobacterium smegmatis (M.smegmatis).
Для сравнения клеточного состава микобактерий нами были использованы две модели перехода из активно-делящегося в некультивируемое состояние. Одна модель была разработана на основе штамма M.smegmatis mc2155 [3], другая pH-зависимая модель была получена на основе штамма M.tuberculosis H37Rv [4].
Клетки микобактерий отделяли от внеклеточной среды центрифугированием, белки экстрагировали водным раствором додецилсульфата натрия, липиды - смесью хлороформа и метанола по модифицированному метода Блайя-Дайера.
Рис. 1. Зависимость роста M.smegmatis в среде H-dB (1), содержания липидов (2) и белков (3) клеток, находящихся в активном состоянии, от времени культивирования в расчете на сухую биомассу. Среднеквадратическое отклонение значений КОЕ находится в пределах от 10 до 30%.
Рис. 2. Зависимость роста M.smegmatis в среде mH-deB (1), содержания липидов (2) и белков (3) в клетках при переходе в НК состоянии, от времени культивирования в расчете на сухую биомассу. Среднеквадратическое отклонение значений КОЕ находится в пределах от 10 до 30%.
Сравнение соотношения липид/белок показало, что в метаболически активном состоянии клетки M.smegmatis в стационарной фазе накапливают больше липидов, чем белков (см. Рис.1). Динамика изменения соотношения белок/липид для клеток M.smegmatis, переходящих в НК-состояние показала более сложную картину: вплоть до 50 часа культивирования клеток (падение КОЕ (колониеобразующие единицы) клеток/мл составляло три порядка по сравнению с активно-делящимися клетками) происходило накопление липидов, далее количество липидов уменьшалось таким образом что в экстракте клеток, находящихся в НК-состоянии, преобладали белки (см. Рис.2). клеточный микобактерия белок липид
Похожая закономерность была нами обнаружена и при изучении белково-липидного состава клеток M.tuberculosis, находящихся в активном и НК состояниях (см. Рис.3, 4).
Рис. 3. Изменение численности жизнеспособных клеток (КОЕ и НВЧК (наиболее вероятное число клеток) (1, 2 в случае роста НК-клеток и 4 (значение КОЕ = значению НВЧК) в случае роста активных клеток) M.tuberculosis, а также измерение pH среды роста Sauton со стартовым значением pH 8,0 (3) в случае НК-клеток и 8,4 (5) в случае активных клеток от времени культивирования в расчете на сухую биомассу.
Рис. 4. Зависимость содержания липидов (1) и белков (2) в клетках M.tuberculosis, находящихся в НК-состоянии, а также липидов (3) и белков (4) в клетках M.tuberculosis, находящихся в активном состоянии, от времени культивирования в расчете на сухую биомассу.
Для обеих моделей было характерно максимальное содержание липидных компонентов в переходном состоянии с последующим резким снижением количества липидов, совпадающего с падением значения КОЕ. Данные полученные в нашей работе показывают, что процесс перехода клеток из активного в НК-состояние как клеток M.smegmatis,так и M.tuberculosis сопровождается уменьшением количества липидов. Эти результаты отличаются от данных, приведенных ранее в литературе, когда при воздействии стрессовых условий (снижение уровня кислорода, увеличение содержания оксида азота (I) и кислотности среды), приводящих к переходу в нереплицируемое состояние [5], наблюдали накопление триацилглицеринов (ТАГ). Можно предположить, что предложенная нами модель соответствует истинно дормантному (некультивируемому) состоянию микобактерий, которое впоследстивии требует специальной процедуры «оживления» для возврата к активному состоянию, в то время как другие модели представляют собой модели переходного состояния из активно-делящегося в дормантное состояние.
Литература
1. Dye C. et al. // JAMA (J Am Med Assoc). 1999. V. 282. P. 677 - 686.
2. Перельман М. И. и др. Фтизиатрия. - М.: Медицина, 2004. - 520 с.
3. Салина Е. Г. и др. // Микробиология. 2006. Т.75.№4. С.1-7.
4. Shleeva M. O. et al. // Tuberculosis. 2011. V.91(2). P.146 - 154.
5. Deb C. et al. // PLoS ONE. 2009. V.4. No.6. P.1 - 15.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
История изучения рода Mycobacterium, особенности морфологии и физиологии. Антигенная структура микобактерий. Классификация и таксономия, виды микобактерий и их дифференциация. Внутривидовая и межвидовая идентификация, ветеринарное и медицинское значение.
курсовая работа [478,0 K], добавлен 11.01.2011Исследование основных этапов развития клеточной теории. Анализ химического состава, строения, функций и эволюции клеток. История изучения клетки, открытие ядра, изобретение микроскопа. Характеристика форм клеток одноклеточных и многоклеточных организмов.
презентация [1,4 M], добавлен 19.10.2013Основные разновидности живых клеток и особенности их строения. Общий план строения эукариотических и прокариотических клеток. Особенности строения растительной и грибной клеток. Сравнительная таблица строения клеток растений, животных, грибов и бактерий.
реферат [5,5 M], добавлен 01.12.2016Метод пульс-электрофореза для разделения ДНК индивидуальных хромосом. Выделение ДНК из клеток, лишенных клеточной стенки и измерение конечной концентрации ДНК. Выделение ДНК из культивируемых клеток: лимфоцитов, прокариот, грибов и растительных клеток.
контрольная работа [576,0 K], добавлен 11.08.2009Достижения в области изучения стволовых клеток. Виды стволовых клеток, особенности их функционирования. Эмбриональные и гемопоэтические стволовые клетки. Стволовые клетки взрослого организма. Биоэтика использования эмбриональных стволовых клеток.
презентация [908,9 K], добавлен 22.12.2012Химический состав клеток, функции внутриклеточных структур, функции клеток в организме животных и растений, размножение и развитие клеток, приспособления клеток к условиям окружающей среды. Положения клеточной теории по М. Шлейдену и Т. Шванну.
презентация [1,3 M], добавлен 17.12.2013Клетка как единая система сопряженных функциональных единиц. Гомологичность клеток. Размножение прокариотических и эукариотических клеток. Роль отдельных клеток во многоклеточном организме. Разнообразие клеток в пределах одного многоклеточного организма.
реферат [28,6 K], добавлен 28.06.2009Рассмотрение структуры бактериальной клетки, устройства и функций клеточной мембраны. Изучение основных методов дезинтеграции. Описание особенностей разрушения клеточной стенки при использовании физических, химических и химико-ферментативных методов.
реферат [171,5 K], добавлен 17.01.2015Споры – форма бактерий с грамположительным типом строения клеточной стенки. Роль спорообразования бактерий и грибов для практики. Строение и особенности химического состава бактериальной споры. Микробиологическое обоснование пастеризации и стерилизации.
контрольная работа [223,5 K], добавлен 02.10.2011Липид-транспортирующие белки растений в диагностике и терапии аллергических заболеваний. Создание гипоаллергенных аналогов LTP, перспективы вакцинации. Химическая трансформация клеток E.coli. Расщепление гибридного белка, масс-спектрометрический анализ.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 16.07.2013Особенности строения и роста растительных клеток. Методы изучения растительной клетки. Электронная микроскопия, возможности светового микроскопа. Метод замораживания-скалывания. Дифференциальное центрифугирование, фракционирование. Метод культуры клеток.
реферат [30,9 K], добавлен 04.06.2010Роль стромы и микроокружения кроветворных органов в образовании и развитии клеток крови. Теории кроветворения, постоянство состава клеток крови и костного мозга. Морфологическая и функциональная характеристика клеток различных классов схемы кроветворения.
реферат [1,1 M], добавлен 07.05.2012Клеточные стенки и клеточные мембраны. Состав мембранных липидов. Структура и функции органелл. Природа жирных кислот в мембранных липидах. Особенности строения клеточной стенки у разных организмов. Соотношение различных классов фосфолипидов в мембране.
контрольная работа [642,7 K], добавлен 26.07.2009Цитология как наука, изучающая строение, функции и эволюцию клеток. История изучения клетки, появление первых микроскопов. Открытие мастерской оптических приборов в России. История развития клеточной теории, ее основные положения в современной биологии.
презентация [347,3 K], добавлен 23.03.2010Основные функции бокаловидных клеток как клеток эпителия слизистой оболочки кишечника и других органов позвоночных животных и человека. Форма клеток и особенности их локализации. Секрет бокаловидных клеток. Участие бокаловидных клеток в секреции слизи.
реферат [2,9 M], добавлен 23.12.2013Положения клеточной теории. Особенности электронной микроскопии. Детальная характеристика строения и функции клеток, их связи и отношения в органах и тканях у многоклеточных организмов. Гипотеза тяготения Роберта Гука. Сущность строения клетки эукариот.
презентация [1,6 M], добавлен 22.04.2015Характеристика сперматогенеза, митотического деления клеток по типу мейоза. Исследование этапов дифференцировки клеток, которые в совокупности составляют сперматогенный эпителий. Изучение строения мужских половых органов и их желез, функций простаты.
реферат [12,8 K], добавлен 05.12.2011Изучение клеточной теории строения организмов, основного способа деления клеток, обмена веществ и преобразования энергии. Анализ признаков живых организмов, автотрофного и гетеротрофного питания. Исследование неорганических и органических веществ клетки.
реферат [39,6 K], добавлен 14.05.2011Изучение принципа действия биопринтера, способного из клеток создавать любой орган, нанося клетки слой за слоем. Анализ технологии выращивания искусственных органов на основе стволовых клеток. Исследование механизма быстрого самообновления клеток крови.
реферат [1,8 M], добавлен 25.06.2011Влияние рН на биологические процессы. Подходы к биохимическому исследованию. Изотонические солевые растворы. Стадии фракционирования клеток. Перфузия изолированных органов. Культуры тканей и клеток. Зависимость ионизации аминокислот и белков от рН.
реферат [1,6 M], добавлен 26.07.2009
