Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск
Кафедра микробиологии и вирусологии

Эта работа опубликована в сборнике статей по материалам Международной 69-й научной итоговой студенческой конференции, посвященной 200-летию со дня рождения Н.И. Пирогова (г.Томск, 11-13 мая, 2010 год); под реакцией академика РАМН В.В. Новицкого, член. корр. РАМН Л.М. Огородовой

Посмотреть титульный лист сборника

Скачать сборник целиком (1,4 мб)

 

Происходящая в настоящее время постепенная смена микробиологической парадигмы – переход от представлений об одноклеточности микроорганизмов к представлению о микробных колониях как целостных "сверхорганизмах" – находит своё отражение в нарастающем интересе к форме, рисунку, макро- и микроструктуре бактериальных колоний. "Колонии практически всех прокариотических видов демонстрируют способность к клеточной дифференцировке и многоклеточной организации”. Эта способность имеется у бактерий и в их природных местообитаниях, где они в основном существуют в виде био-плёнок, цепочек, матов и микроколоний." Многочисленные работы по колониальной организации микроорганизмов свидетельствуют о морфологической и физиологической гетерогенности входящих в её состав клеток [3]. Некоторые авторы  указывают на новый механизм структурообразования бактериальных популяций – образование стационарных и бегущих бактериальных популяционных волн (колец) [2]. Формирование бактериальных популяционных волн на питательных средах при точечной инокуляции подвижных бактерий связано с явлением хемотаксиса, т.е. способностью бактерий изменять направление движения, избегая одних зон и стремясь переместиться в другие. Такое направленное движение возникает за счет уменьшения частоты кувыркания (тамблинга) и увеличения периода ровного плавания бактерий в сторону более благоприятного для них условия обитания. При некоторых условиях бактериальные популяционные волны могут распространяться в пространстве неравномерно, в результате чего формируются различные типы структур: зерноподобные образования, ветвистые (фракталоподобные), выбросы, стационарные кольца [1].
Цель исследования: изучить условия и характер образования бактериальных популяционных колец. В ходе работы  исследовалось:
1)    влияние плотности агара на  скорость распространения волн;
2)    способность разных по возрасту бактерий адаптироваться и образовывать популяционные волны;
3)    характер образования бактериями различных типов волн.
Объектами исследования были E. сoli 1257 и E. сoli О111. Бактериальные культуры засевались на полужидкие питательные среды простого состава (агар, пептон, NaCl), посев производился точечной инокуляцией  бактериальной культуры в питательную среду. Посевы инкубировались в термостате при температуре 370С.
Для выявления влияния плотности питательной среды на скорость распространения бактериальных волн культура E. сoli 1257 засевалась в две точки на питательные среды содержащие 0,5% (среда1) и 0,7% агара (среда 2). Через 6 ч на среде1  и среде 2 вокруг места инокуляции культуры E. сoli 1257  и вокруг диска с этой же культурой появлялся мутный ореол  с четко  очерченными границами – популяционная волна. Причем на среде 1 (0,5 % агара) диаметр ореола составил 3 см, а на среде 2 – 1,5 см.
Следующим этапом работы было исследование движения суточных и двухнедельных культур E. сoli 1257. Посевы  производились на среду 1 (0,5% агара) в две точки, на расстоянии 6 см. Через 4 ч после инкубации суточная культура E. сoli 1257 образовывала волну диаметром 2,5 см.  Вокруг двухнедельной культуры волны не наблюдалось. Она появилась через 5 ч диаметром 1,3см. Помимо этого было отмечено, через 12 ч волны образуемая суточной культурой E. сoli 1257 приближались друг к другу, но не сталкивались и не образовывали единую структуру. Столкновения не было отмечено ним через 24 ч, ни через 48 ч. Движение микроорганизмов наблюдалось в тех частях волны, где нет зоны приближения с другой волной.
При посеве на среду 1 E. сoli О111 было отмечено, что при одинаковых условиях культивирования с E. сoli 1257 данные микроорганизмы образуют разные по типу волны. E. сoli 1257 на питательной среде образовывала стационарное кольцо, с четко очерченной округлой формой. E. сoli О111 формировала волну с неровными волнистыми (фракталоподобными) краями. Это возможно было связано с разной подвижностью штаммов E. сoli и различной потребностью в питательных веществах.
Т.о, в экспериментальной работе было выявлено, что разные типы микроорганизмов образуют разнообразные по типу и структуре популяционные волны. Скорость распространения популяционной бактериальной волны (движения микроорганизмов) зависит от концентрации агара (в среде с высокой концентрацией агара микроорганизмы двигаются медленнее). Помимо этого, суточной культуре бактерий требуется меньшее время для адаптации на питательной среде и начала движения, чем более старой культуре (двухнедельной).

Список литературы:
1.     Буланцев, А. Л. Новые представления об экологии бактериальных популяций с коммуникативной системой сигнализации / А. Л. Буланцев, В. В. Елизаров, В.Н. Андрус, А.В. Липницкий // Проблемы особо опасных инфекций. – 2006. – №91. – С. 11-15.
2.    Иваницкий, Г. Р. От беспорядка к упорядоченности – на примере движения микроорганизмов / Г. Р. Иваницкий, А. Б. Медвинский, М. А. Цыганов //  Успехи физических наук. – 1991. – Т.161. – №4. – С. 13-68.
3.    Олескин, А. В Колониальная организация и межклеточная коммуникация у микроорганизмов / А. В. Олескин, И. В. Ботвинко, Е. А. Цавкелова // Вестн. Росс. Акад. Наук.  – 1999.  – № 1.  – С.35-61.