авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |

«Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова _ Санкт-Петербургское общество историков медицины _ Институт исследований ...»

-- [ Страница 4 ] --

Клетки с развитой системой мембранной регуляции могут играть важную экологическую роль в поддержании обмена метаболитами, и регуляторными соединениями между микроорганизмами, различающимися по способности к их синтезу. Эта система играет по-видимому определенную роль в смене типов питания бактерий (экзо- и эндотрофия) [Иванов, 1990], а также в обеспечении роста всей ауксотрофной части популяции.

Клетки Agmenellum quadruplicatum SN-12 [Ingram & Fisher, 1973a, b] при росте в суспензиях низкой плотности образовывали длинные нити, а после увеличения концентрации авторегулятора до определенного порогового значения начинали быстро делиться.

Выделение авторегулятора проводили путем экстракции 80% эта нолом из сухого остатка, получаемого при высушивании КЖ. Авто регулятор не растворялся в хлороформе, ацетоне или диэтиловом эфире, проходил через диализную мембрану и не утрачивал актив ности при обработке проназой, ДНКазой, РНКазой, фосфолипазой и фосфодиэстеразой.

Авторы предполагали, что в процессе роста авторегулятор накапливался в сайте деления клеток, повышал проницаемость мембраны и в момент деления выходил во внеклеточное простран ство. Этот механизм позволял объяснить ряд наблюдаемых в про цессе роста эффектов, таких как ускорение деления под воздейст вием поверхностно активных веществ или при повышении осмоти ческого давления. Указанные воздействия, по мнению авторов, должны были приводить к увеличению концентрации авторегуля тора во внеклеточном пространстве и таким образом способство вать делению клеток.

Действие автостимуляторов очевидно не ограничивается ускорением деления бактерий. Имеются основания полагать, что эти вещества способствуют репарации повреждений при облучении и других стрессовых воздействиях (см. литературу в [Ingram & Fisher, 1973a,b]). Высказывались предположения, что в качестве автостимуляторов могут служить определенные аминокислоты. Из вестно, что L-цистеин способен стимулировать рост и деление E.coli и K.aerogenes, а некоторые другие аминокислоты являются эффективными протекторами при радиоактивном облучении [Рубан и др., 1968].

По мнению ряда авторов автостимуляторами могли быть кофакторы определенных ферментов. Предполагалось, что таким кофактором для E.coli является пирролохинолинхинон [Ameyama et al., 1984]. В других исследованиях, было показано, что E.coli не способна синтезировать это вещество и, следовательно, оно не мо жет являться автостимулятором ее роста [Neijssel, 1987]. Не увен чались успехом и сравнительно недавние попытки установить структуру автостимулятора роста E.coli [Weichart & Kell, 2001].

Остановка роста культуры Изучение физиологии роста бактерий поставило перед исследова телями две основные проблемы. Первая из них заключалась в том, почему бактерии не растут (или растут после продолжительного лаг-периода), если в среду засевается небольшое количество клеток, а вторая – почему они перестают расти после достижения культу рой определенной плотности. С самого начала предполагалось, что эти две проблемы тесно связаны друг с другом.

Для объяснения остановки роста были предложены три основные гипотезы:

1) рост культуры останавливается из-за исчерпания суб страта;

2) причиной остановки роста является накопление побоч ных продуктов обмена или специфического ингибитора роста;

3) остановка роста происходит из-за ограниченности физи ческого пространства (эффект толпы) [Henrici, 1928].

Наиболее вероятными из этих трех причин считались две первые.

Уже с начала прошлого века, однако, начали накапливаться факты, свидетельствующие о том, что остановку роста культур не возможно объяснить только исчерпанием питательного субстрата.

Так, уже в трудах Garre [Garre, 1887], Пастера, а затем и ряда дру гих авторов (см. [Coblentz & Levine, 1947;

Sinclair & Stokes, 1962]) было показано, что в процессе роста микроорганизмов в среде культивирования накапливаются ингибирующие рост соединения.

Первое систематическое изучение этого вопроса было предпринято Эйгманом (Eijman, 1904). В своих экспериментах он выращивал различные кишечные микроорганизмы на плотной пи тательной среде (желатине), затем нагревал ее до кипения и вновь заливал чашки. Другая часть желатины разливалась по чашкам без предварительной термической обработки. Полученные таким обра зом среды вновь засевались тем же штаммом микроорганизмов. На прогретых средах наблюдался интенсивный рост культуры, тогда как на непрогретых он практически отсутствовал. Если же бактерии удалялись путем фильтрации сред, рост культуры полностью вос станавливался. Эти наблюдения позволили сделать вывод о том, что причиной остановки роста является не исчерпание субстрата, а накопление в среде какого-то термолабильного вещества, не спо собного проходить через фарфоровые фильтры, использовавшиеся в этих экспериментах.

В другой серии экспериментов содержавшая ингибирую щие рост факторы желатина разливалась по чашкам, а сверху нее наслаивался слой свежеприготовленной желатины. Эффект ингиби рования сохранялся и в этом случае, из чего следовало, что ингиби рующее вещество было способно диффундировать в поверхност ный слой желатины. Дальнейшие эксперименты показали, что по лученные при выращивании различных микроорганизмов вещества обладали определенной степенью специфичности: они угнетали рост близкородственных микроорганизмов и в меньшей степени влияли на представителей других систематических групп.

Аналогичные результаты с использованием жидких пита тельных сред были получены Раном [Rahn, 1906]. В отличие от Эйгмана он убивал клетки не только нагреванием, но и эфиром.

Термически обработанные среды не ингибировали рост бактерий, а обработанные эфиром способствовали его подавлению. По мнению современников, опыты Рана носили ограниченный характер, так как не все виды бактерии могли быть убиты эфиром. Наличие ингиби рующего фактора обнаружил Чесни в экспериментах с пневмокок ками. Как уже отмечалось, ингибирующим веществом в данном случае оказалась перекись водорода.

Hajos выращивал различных представителей коли-тифозной группы в бульоне до стационарной фазы роста. После этого клетки удаляли центрифугированием, а среда вновь засевалась той же культурой. Эксперименты повторялись до тех пор, пока среда не переставала обеспечивать рост бактерий. Полученная в конечном итоге среда обладала ярко выраженной ингибирующей активно стью, проявляющейся при добавление всего нескольких капель этой среды к 10 мл свежего бульона. Ингибирующее вещество не было специфичным, не разрушалось нагреванием (вплоть до кипячения), не сорбировалось на фильтрах (Bechold ultrafilter). Оно задерживало рост, но не вызывало гибель микроорганизмов, то есть не обладало токсической активностью. Несмотря на ярко выраженный физиоло гический эффект, роль этого вещества в остановке роста культуры не могла быть решающей, поскольку оно накапливалось только по сле ряда последовательных культивирований.

Curran (1925) на основе своих экспериментов также пришел к выводу, что остановка роста культур микроорганизмов связана с действием определенного вещества. В его экспериментах это веще ство оказалось термолабильным и легко сорбировалось на фильт рах. Предполагая, что в процессе фильтрации сорбируемость инги бирующего вещества будет уменьшаться из-за «насыщения»

фильтра, он сравнил активность первой и последней порции фильт ратов. Полученные результаты подтвердили исходное предположе ние: культура, суспендированная в последней порции фильтрата, росла в два раза медленнее, чем в первой.

После открытия бактериофагов многие авторы (Hajos, Otto, Munter, Kauffman) предполагали, что ингибирующее (токсическое) действие могло быть связано с их накоплением в культуральной жидкости. Последующие эксперименты, однако, не подтвердили это предположение [Henrici, 1928].

В связи с вопросом об ингибировании роста значительный интерес представляли эксперименты Бэйла и его последователей (Bail, 1929;

Fukuda, 1929;

Wikullil, 1932) [Topley & Wilson, 1934].

Бэйл провел большое количество опытов на различных бактериях и обнаружил, что для каждой из культур существует определенная максимальная концентрация клеток (М-концентрация). Увеличива ясь в процессе роста, плотность культуры достигает своего макси мального значения и далее уже не возрастает даже при наличии из бытка питательных веществ. Величина М-концентрации не зависе ла от исходной плотности культуры. Если плотность засеваемой культуры совпадала с М-концентрацией, роста бактерий не наблю далось. При засеве культур большей плотности происходила быст рая гибель клеток, в результате которой их концентрация устанав ливалась на уровне М-концентрации. Если после достижения М концентрации клетки осаждались центрифугированием (но не уда лялись из сосуда культивирования), рост популяции возобновлялся и продолжался до тех пор, пока плотность суспензии вновь не дос тигала М-концентрации. Наличие мертвых (убитых нагреванием) клеток не влияло на значение М-концентрации. Авторы считали, что при достижении М-концентрации рост не прекращался. Посто янство численности жизнеспособных клеток при этом объяснялось равенством скоростей гибели и размножения микробов.

При выращивании смешанной культуры двух различных штаммов бактерий с одинаковыми М-концентрациями, конечная концентрация бактерий, равная сумме концентраций различных штаммов, равнялась их М-концентрации. Если в смешанной куль туре выращивались микроорганизмы с существенно различными М-концентрациями, то микроорганизм с большей М-концентрацией полностью вытеснял другой микроорганизм. Объяснение этого фе номена основывалось на различиях в скоростях роста микроорга низмов. При большей скорости роста (и большей М-концентрации) первый микроорганизм успевал занять все «биологическое про странство» еще до начала роста второго микроорганизма.

Последующие исследования, однако, показали, что исчер пание «биологического пространства» – не единственная причина остановки роста. В ряде случаев культура переставала расти из-за недостатка кислорода, исчерпания необходимого для роста компо нента сред или по другим аналогичным причинам [Topley & Wilson, 1934].

Изучение ингибиторов, накапливающихся в процессе роста культуры, привело к весьма противоречивым заключениям.

Так, например, из данных одних авторов следовало, что ингибирующие рост факторы являются термостабильными веществами (Cornwall & Beer, 1926;

Roger, 1928;

Wheeler & Stuart, 1937) и не могут быть удалены из среды путем ее фильтрования (Marmorek, 1902;

Bezredka, 1923;

Wheeler & Stuart, 1937). В других исследованиях, напротив, нагревание (De Giaxa, 1889;

Miquel, 1889;

Eijkmann, 1904;

Bezredka, 1923) и фильтрация (Cornwall & Beer, 1926;

Grundel, 1927;

Roger, 1928;

Powers & Levine, 1937) приводили к инактивации и удалению этих факторов.

В ряде экспериментов ([Garre, 1887];

Miquel, 1889;

McLeod & Govenlock, 1921;

Powers & Levine, 1937;

Wheeler & Stuart, 1937) отмечалась высокая специфичность ингибирующих веществ, то есть преимущественное влияние на продуцирующий их вид или штамм. Действие других факторов (Weichardt, 1927;

Ninni & Molinari, 1928) оказалось малоспецифичным.

Активность факторов могла проявляться на жидких средах, например при выращивании производящей факторы и испытуемой культур в аппарате из двух разделенных диализной мембраной отсеков (Wheeler & Stuart, 1937), или на плотных, при добавлении в них соответствующих растворов метаболитов [Coblentz & Levine, 1947]. При росте культур на полужидких средах ингибирующее (репеллентное) действие оказывали диффундирующие в агар метаболиты [Новикова, 1987]. Летучие метаболиты специфично ингибировали рост колоний на плотных средах [Тирранен, 1984].

Периодическое культивирование E.coli в одной и той же среде, дополнявшейся перед каждым новым выращиванием необ ходимыми питательными компонентами, приводило к снижению урожая клеток и удлинению лаг-периода в результате чего уже на девятом цикле выращивания наблюдалось полное отсутствие роста [Sinclair & Stokes, 1962]. По существу эти эксперименты были ана логичны описанным выше опытам Hajos [Henrici, 1928].

В более поздних работах наличие автоингибиторов роста было показано для представителей родов Salmonella, Staphylococcus, E.coli, L.monocytogenes. У представителей рода Brucella, Ery. rhusiopathiae, B.anthracis, B.subtilis, напротив, эффекта автоингибирования в аналогичных экспериментах обнаружено не было. Ингибирующий фактор Staphylococcus epidermidis не являлся бактериоцином, имел небелковую природу и не инактивировался при обработке трипсином [Peschkov, 1973;

1976]. Низкомолекулярные автоингибиторы роста были выявлены при выращивании термофильных бацилл. Эти вещества не осаждались 75% этанолом, не теряли активность после 3-х часовой инкубации при рН=2 и при рН=12 и выдерживали 30-минутное кипячение [Chou et al., 1972].

Специфический автоингибитор был обнаружен в экспериментах с Clostridium oedematiens. Фильтраты КЖ этого микроорганизма оказывали ингибирующее действие на его рост, в меньшей степени подавляли рост родственного штамма и не оказывали влияния на рост другого вида (Clostridium perfringens) [Коровина и др., 1974]. Аналогичные результаты были получены в экспериментах с E.coli М-17. Для оценки действия ингибиторов авторы использовали индекс (ИС), равный отношению приростов биомассы на определенном интервале роста контрольной и опытной культур. Средние значения ИС по большому числу экспериментов составили: для штамма-продуцента (E.coli M-17) ИС=-11,9, E.coli - ИС=-8, Sh.flexneri - ИС=-5 [Пшеничнов и др.,1973, 1975б].

В экспериментах с Brucella abortus ингибирующим рост фактором оказался D-аланин, увеличение концентрации которого приводило к замедлению роста S-варианта, его диссоциации и развитию менее чувствительного R-варианта [Braun, 1952]. В процессе непрерывного выращивания E.coli отмечалось ингибирующее действие валина, сопровождавшееся периодическими колебаниями оптической плотности [Bergter et al, 1977].

В работе Эль-Регистан с соавторами наличие ингибирующих факторов было установлено для большой группы про- и эукариотных микроорганизмов, в том числе 3-х видов Bacillus, E.coli, Micrococcus lysodeikticus, Proteus vulgaris, Mycobacterium phlei, 5 видов актиномицетов и некоторых других.

Способность образовывать авторегуляторные факторы не зависела от состава среды. Активное начало фактора, ингибировавшего рост P.carboxydoflava, B.cereus и ряда других микроорганизмов, оказалось смесью алкилрезорцинов – 5-н-нонадецилрезорцина (24%) и 5-н-генейкозилрезорцина (76%) и было названо фактором d1. Биологическое действие фактора d1 зависело от его концентрации в КЖ. При сравнительно низких концентрациях наблюдалась задержка роста микроорганизмов, а при концентрациях равных или превышавших 9 мкг/мл - образование покоящихся анабиотических форм. Для восстановления колониеобразующей способности клетки 2-3 раза отмывали физиологическим раствором и инкубировали в питательной среде в течение 5-6 часов. Значительно быстрее (45-60 мин), однако, способность к росту восстанавливалась при инкубации отмытых клеток в КЖ, отобранных с лаг-фазы пролифирирующей культуры. Авторегуляторные факторы типа d1 были обнаружены в простекобактериях Labris monas, в различных дрожжевых культурах, культурах метаноокисляющих и других бактерий [Бухарин и др., 2005].

Определенные представления относительно ингибиторов роста сложились на основании результатов, полученных при выращивании культур высокой плотности. Остановку роста этих культур объясняют выделением продуктов метаболизма, таких как ацетат [Смирнова, 1989;

Matsui et al., 1989], формиат, соли других жирных кислот, спирты [Ракитин и др., 1986]. Эти соединения накапливаются в среде и действуют на клетки в сравнительно высоких концентрациях (концентрация ацетата может достигать 100 мМ). Однако не ясно, могут ли они играть ту же роль при выращивании культур в колбах, поскольку концентрация метаболитов в среде в последнем случае во много раз ниже.

Стадии роста культур бактерий Неравномерность роста бактерий на протяжении цикла раз вития популяции позволила разделить весь процесс на ряд последо вательных стадий и изображать их смену графически в виде соот ветствующих кинетических кривых. Впервые на такую возмож ность указали Негели (1887) (цит. по [Тарков, 1972]) и Бухнер с со авторами, [Buchner et al., 1887]. Позднее Мюллер [Mller, 1895] от метил, что после засева в свежую питательную среду рост тифоз ных бактерий начинался не сразу, а через некоторый промежуток времени. Опираясь на эти результаты и данные своих предшествен ников, он пришел к выводу о целесообразности подразделения про цесса роста на ряд последовательных стадий: лаг-период, стадию логарифмического роста и стадию замедления роста (цит. по [Winslow & Walker, 1939]). К аналогичному выводу пришел и Вард.

В своем фундаментальном труде [Ward, 1895] он затронул значи тельное число важных вопросов, нашедших затем развитие в рабо тах его последователей. К их числу относятся вопросы влияния на характер роста культур таких факторов как температура, ультра фиолетовый свет, состав питательной среды, аэрация, разведение культуры, наличие антисептиков и т. д.

Дальнейшая характеристика фаз роста связана с работами О. Рана [Rahn, 1906] и Лейн-Клейптона [Lane-Claypon, 1909]. По следний описал 4 фазы роста: 1) начальная (initial lag);

2) фаза мак симального роста (period of maximum growth);

3) стационарная (stationary or resting period);

4) фаза гибели (period of death). Под робно этих фазы были описаны А.М. Чесни [Chesney, 1916], кото рый также отметил, что на протяжении лаг-фазы количество жизне способных клеток может уменьшаться. Бьюкенен [Buchanan, 1918] разбил кривую роста бактерий на 7 периодов:

1) начальная стационарная фаза (количество клеток остается постоянным или уменьшается);

2) лаг-фаза или фаза увеличения скорости роста;

3) фаза логарифмического роста – скорость роста постоянна и максимальна;

4) фаза замедления роста (negative acceleration);

5) максимальная стационарная фаза;

6) фаза увеличения скорости гибели;

7) фаза логарифмической гибели, на протяжении которой клетки гибнут с постоянной скоростью.

Собственную и, по-видимому, наиболее полную классифи кацию фаз предложил М.И.Тарков [Тарков,1972], выделивший сле дующие 9 облигатных и факультативных стадий: 1) латентная фаза, 2) фаза пусковой гибели, 3) лаг-фаза, 4) экспоненциальная фаза, 5) фаза замедленного ускорения, 6) первично-стационарная фаза, 7) фаза замедленной гибели, 8) фаза экспоненциальной гибели и 9) вторично-стационарная фаза.

К облигатным были отнесены 1, 3, 4 и 9 фазы, все осталь ные фазы являлись факультативными, поскольку по мнению автора присутствовали не при всех условиях культивирования или наблю дались не для всех видов бактерий.

На протяжении латентной фазы отсутствовали какие-либо видимые изменения бактерий, но происходило установление окис лительно-восстановительного потенциала на постоянном и типич ном для данного микроорганизма уровне. Фаза пусковой гибели описывала известный феномен гибели части клеток после засева культуры в свежую питательную среду. Ее факультативность осно вывалась на возможности роста популяции из одной клетки при оптимальных условиях (исходя из этого R.Meyer (1961) предложил оптимизировать среду по уменьшению гибели инокулята). М.И.

Тарков считал, что этот период «связан с необходимостью энерге тического «толчка», который осуществляется при освобождении богатых энергией систем в момент гибели части инокулированных клеток». Лаг-фаза характеризовалась увеличением размера и массы бактерий при отсутствии их размножения. Следующая за ней экс поненциальная фаза охватывала стадию быстрого размножения клеток и могла быть разделена на несколько периодов. Фаза замед ленного ускорения наблюдалась автором не на всех средах и не для всех микроорганизмов. В конце этой фазы популяция достигала М концентрации (то есть максимальной концентрации). М.И. Тарков отмечал, что при выращивании ряда микроорганизмов (Cl.perfringens, S.enteritidis и др.) на средах, содержащих углеводы, после достижения максимального значения часто происходит уменьшения количества микроорганизмов, достигающее иногда 30% от М-концентрации. Фазы 6-8 не имели принципиальных от личий от аналогичных фаз у других авторов. Последняя фаза, вто рично-стационарная, характеризовалась как период относительного равновесия, наступающий после гибели 75-90% клеток. На этой фазе было возможно кратковременное увеличение числа клеток.

Физиологические изменения в процессе роста культур бак терий Первые наблюдения Мюллера (1895) и ряда других ученых положили начало исследованиям физиологии роста микроорганиз мов. Специфическое изучение лаг-периода осуществляли Hehewerth и Whiple [Hehewerth, 1901;

Whiple, 1901]. В ряде последующих ра бот было предпринято систематическое изучение этого феномена [Rahn, 1906;

Penfold, 1914;

Ledingham & Penfold, 1914;

Chesney, 1916].

Исследуя лаг-период, Мюллер (1895) обнаружил, что его длительность была обратно пропорциональна возрасту посевного материала. При возрасте инокулята 2-3 часа время удвоения состав ляло 40 минут. Если инокулят выращивался в течение 6 часов, оно достигало 80-85 минут, для 14-16 часового инокулята этот показа тель был равен 160 минутам [Mller, 1895]. Если клетки пересева лись с логарифмической фазы роста и далее выращивались в тех же условиях, то лаг-период мог вообще отсутствовать [Barber, 1908].

Лейн-Клейптон, Пенфолд, и Чесни [Lane-Claypon, 1909;

Penfold, 1914;

Chesney, 1916] обнаружили те же зависимости. Обобщая по добные наблюдения Buchanan [Buchanan, 1918] отмечал, что куль тура, пересеянная с определенной фазы роста в идентичную среду, продолжает свое развитие с той же фазы. Продолжительность лаг периода зависела от видовой принадлежности микроорганизма, со става питательной среды, температуры и некоторых других пара метров [Hehewerth, 1901], причем понижение температуры ниже определенного предела могло приводить к увеличению выхода био массы (Chic, 1912) [Barber, 1908;

Winslow & Walker, 1939].

Важной характеристикой стадий роста культур являлась их устойчивость к стрессовым воздействиям. Молодая культура была существенно чувствительнее к тепловому шоку, чем культура на стационарной фазе, а последняя увеличивала свою устойчивость при переходе от раннего стационара к более позднему [Reichenbach, 1911]. При тепловом шоке (53оС, 25 минут) погибало 95% клеток молодой (20 минут роста) культуры E.coli, в 4-х часовой культуре гибло 100% клеток, а в 7-13 часовой все клетки оставались живыми [Schultz & Ritz, 1910]. Аналогичным образом изменялась устойчивость к химическим агентам [Sherman & Albus, 1923].

Клетки молодой культуры несли меньший электрофоретический заряд (Shibley, 1924) и оказались менее чувствительными к кислотной агглютинации [Sherman & Albus, 1923].

В ранних работах продолжительность лаг-периода опреде ляли на основании подсчета микроорганизмов. В дальнейшем, од нако, стало ясно, что определяемый таким образом лаг-период мо жет включать две существенно различающиеся стадии. На первой из них, стадии приспособления (adjusment), количество жизнеспо собных клеток не увеличивалось, заметных морфологических изме нений клеток не происходило [Winslow & Walker, 1939], но если плотность засева была достаточно мала, могла происходить частич ная или даже полная гибель культуры (фаза пусковой гибели по Таркову [Тарков, 1972]). На второй стадии происходило увеличение клеточной биомассы с характерной для данного микроорганизма скоростью и могло наблюдаться незначительное увеличение чис ленности бактерий.

Среди причин, определяющих продолжительность стадии приспособления, изучалось действие повреждающих факторов, рН, состава питательной среды, аэрации, концентрации СО2, окисли тельно-восстановительного потенциала, температуры и некоторых других. Неблагоприятные значения этих факторов увеличивали продолжительность фазы приспособления. При благоприятных зна чениях фаза приспособления сокращалась или даже вовсе отсутст вовала [Winslow & Walker, 1939]. В этой связи предполагалось, что на протяжении фазы приспособления происходило изменение ха рактеристик среды (концентрация СО2, окислительно восстановительный потенциал и др.) в результате чего их значения становились более благоприятными для развития. Альтернативная гипотеза заключалась в том, что на фазе приспособления происхо дил отбор наиболее устойчивых клеток, которые в последствии и обеспечивали рост популяции.

Для засева обычно использовались клетки с максимальной стационарной фазы роста, имевшие следующие характеристики:

низкая физиологическая активность [Martin, 1931;

Mooney & Winslow, 1935;

Huntington & Winslow, 1937];

относительно неболь шой размер [Bayne-Jones & Sandholzer, 1933;

Clark & Ruehl, 1919;

Henrici, 1928;

Jensen, 1928];

низкая скоростью деления [Rahn, 1906;

Lane-Claypon, 1909;

Penfold, 1914;

Ledingham & Penfold, 1914];

вы сокая устойчивостью к воздействию неблагоприятных факторов [Schultz & Ritz, 1910;

Sherman & Albus, 1924;

Elliker & Frazier, 1938] и относительно высокая электрофоретическая подвижность [Moyer, 1936]. При попадании микроорганизмов в свежую среду сначала возрастала их метаболической активность, а затем уже и размер клеток [Huntington & Winslow, 1937]. Размножение при этом прак тически отсутствовало или характеризовалось очень низкой скоро стью.

В ранних работах метаболическую активность микроорга низмов оценивали по выделению СО2, Н2S и продуктов разложения азотистых соединений. Из работ Мюллера [Mller, 1903] следовало, что на ранней стадии роста, называвшейся также стадией физиоло гической юности, производство этих газов в расчете на одну клетку было значительно выше, чем на других стадиях. Эти данные были подтверждены и дополнены в ряде последующих работ [Stark & Stark, 1929]. Интересное наблюдение было сделано относительно выделения СО2 бактериями в природных условиях: в песках и поч вах оно оказалось интенсивнее при более низкой концентрации клеток [Cutler & Crump, 1929].

Первые часы роста культур характеризовались повышен ным выделением тепла [Bayne-Jones & Rhees, 1929], в дальнейшем его производство уменьшалось, и, в расчете на одну клетку, на за ключительной стадии роста было приблизительно в 2,6 раза мень ше, чем на лаг-периоде. При выращивании E.coli на бульоне эти показатели отличались уже в 8 раз. Близкие результаты опублико вали и другие авторы [Wetzel, 1932]. Разница в производстве тепла в этих экспериментах была еще больше.

Потребление кислорода штаммом Azotobacter было значи тельно выше на лаг-периоде, чем на других стадиях роста [Burk & Lineweaver, 1930]. Аналогичные наблюдения были сделаны для культур стафилококков [Eaton, 1931] и Sarcina lutea [Gerard & Falk, 1931]. Потребление кислорода клетками E.coli было максимально между 30 и 90 минутами роста, а наибольшего размера они дости гали несколько позже – между 60 и 120 минутами [Martin, 1931]. За час роста в аэробных условиях на одну бактерию E. coli приходи лось от 41 до 18510-11 мг СО2 на лаг-периоде, а в конце логариф мической фазы – всего 210-11 мг/кл. При росте на среде с пептоном в анаэробных условиях (продувание азотом) выделение СО2 падало с 4210-11 мг/кл в первый час роста до 2710-11 мг/кл во второй час, возрастало до 6810-11 мг на клетку в 3-й час, а затем вновь резко падало. На глюкозо-пептонной среде наблюдались аналогичные изменения, но на 3-ем часу роста выделение СО2 достигало более высокого уровня – 21110-11 мг на клетку. Близкие результаты были получены для Salmonella gallinarum, S. pullorum и E. coli при расче те на клетку [Mooney & Winslow, 1935] и на единицу биомассы [Huntington & Winslow, 1937].

В качестве важных характеристик метаболической активно сти бактерий рассматривалось закисление среды культивирования и выделение аммиака (аммонийного азота). Рядом авторов было по казано, что молодые клетки E. coli и Streptococcus lactis закисляют среду приблизительно в 5 раз быстрее, чем старые [Stark & Stark, 1929;

Rahn et al., 1938], а выделение аммонийного азота хорошо коррелирует с выделением СО2, то есть максимально на поздней лаг-фазе [Walker & Winslow, 1932;

Walker et al., 1934].

Hewitt [Hewitt, 1937] изучал изменения электродного по тенциала (Eh) в процессе роста бактерий. При выращивании в буль оне гемолитических стрептококков Eh уменьшался через 30 минут после засева, достигал минимума через 12 часов (конец логарифми ческой фазы), а затем внезапно возрастал. Рост дифтерийных мик роорганизмов сопровождался аналогичными изменениями Eh, но соответствующего возрастания в конце роста не наблюдалось. При выращивании стрептококков в аэробных условиях на бульоне с до бавлением глюкозы резкое возрастание Eh происходило после часов роста. Автор посчитал, что эффект изменения Eh связан со сложным комплексом физиологических процессов и не решился соотнести его с фазами роста культуры.

Важной характеристикой метаболически активных клеток является их пониженная устойчивость к действию физических фак торов и химических агентов. Литература, посвященная термоустой чивости различных микроорганизмов весьма обширна. Данные, аналогичные результатам Шульца и Ритца (см. выше), были полу чены для коли-тифоидных бактерий [Orskov, 1925], Microbacterium lacticum, Sarcina lutea и Streptococcus thermophilus [Robertson, 1927] и других микроорганизмов [Stark & Stark, 1929;

Heiberg, 1932]. При суспендировании в дистиллированной воде клетки молодой куль туры (3 часа роста) погибали через 15 минут, тогда как в старой культуре 50% клеток сохраняло жизнеспособность даже после 60 минутной экспозиции (Hershey, 1939). При более подробном изуче нии лаг-фазы некоторые авторы отмечали временное увеличение устойчивости клеток к термошоку на начальном ее этапе [Anderson & Meanwell, 1936;

Claydon, 1937;

Elliker & Frazier, 1938]. Меньшая устойчивость клеток на поздней стадии лаг-периода была показана при действии УФ-излучения и магнитного поля [Gates, 1929;

Kimball, 1938]. Молодые клетки оказались также более чувстви тельны к действию бактериофага (Sandholzer, 1933).

Крупные клетки культуры, находящейся на стадии физио логической юности, обладали пониженной способностью к кислот ной агглютинации и небольшим электрофоретическим зарядом [MacGregor, 1910;

Gillespie, 1914], 4-часовая культура E. coli, не агглютинировала при pH 3.0, тогда как 24-часовая культура агглю тинировала уже при pH 3,8 [Sherman and Albus, 1923]. В культурах пневмококков и паратифоидных организмов на 5-6 часу роста элек трофоретический заряд был наиболее низким, возрастал на 9 - часу, а затем вновь уменьшался (Shibley, 1924). Эти данные, однако, не всегда подтверждались в исследованиях с другими культурами и в иных условиях [Kahn & Schwarzkopf, 1931;

Buggs & Green, 1935;

Pedlow & Lisse, 1936].

Гладкие и шероховатые штаммы E. coli в аэробных услови ях имели различные заряды [Moyer, 1936], но динамика их измене ния подчинялась одним и тем же закономерностям. Подвижность клеток обоих штаммов была высока в начале роста культур. У ше роховатого штамма она падала в течение 1-го часа роста, оставалась низкой на протяжении 2-го и начала 3-го часа, а затем возрастала.

Подвижность гладкого штамма падала чуть дольше – в течение первого и второго часа, а затем оставалась на низком уровне в тече ние 3-го и 4-го часов. Низкая подвижность соответствовала лаг периоду и началу логарифмической фазы, а ее повышение прихо дилось на конец логарифмической фазы. Изменение подвижности клеток было связано с изменением физико-химических свойств их поверхности и, возможно, проницаемости.

В более поздних исследованиях было показано, что при смене фаз роста происходит изменение токсигенности и иммуногенности бактерий, их устойчивости к стрессовым воздействиям, компетентности, донорской активности в спонтанной трансформации [Рудченко и др., 1973], изменяются концентрация ДНК в клетках и внеклеточной среде, активность внеклеточных ДНКаз и некоторые другие характеристики [Braun, 1958;

Тец, Каминский, 1984]. Со стадией роста связан фосфолипидный состав бактерий [Mozharov et al., 1985], их устойчивость к действию поверхностно-активных веществ [Иванов, Фомченков, 1989], в атмосфере [Богословская и др., 1987] и при голодании [Massa et al., 1988]. При сравнении непрерывных культур было показано, что лучшей выживаемостью обладают бактерии, растущие при меньшей скорости протока [Poolman et al., 1987], а для периодических культур наиболее устойчивыми оказались клетки стационарной фазы [Harrison, 1960;

Strange et al., 1961;

Gauthier et al., 1989]. Эта закономерность, как выяснилось позднее, являлась следствием синтеза широкого спектра белков стационарной фазы [Groat et. al., 1986;

Jenkins et. al., 1988, 1991;

Matin et. al., 1989;

McCann et. al., 1991]. В условиях голодания наблюдалось образование покоящихся форм бактерий [Бухарин и др., 2005], а метаболизм вегетативных клеток становился более экономным и приближался по своим характеристикам к метаболизму олиготрофных бактерий [Hirsch et al., 1979], вообще не способных расти в условиях обильного питания [Kuznetsov et al., 1979]. При переходе к голоданию менялась антигенная структура и вирулентность микроорганизмов. Аналогичные фазовые изменения приводили к изменению характера заболевания и смене стадий эпидемического процесса. Их можно рассматривать как преадаптацию бактерий к изменяющимся условиям существования [Беляков и др., 1987].

Морфологические изменения в процессе роста культур бак терий Морфологические изменения клеток начинались сразу по сле окончания стадии приспособления. Переход на лаг-фазу знаме новался быстрым увеличением размера и изменением формы бак терий. В ранних работах эту фазу называли фазой «физиологиче ской юности» или «омоложения». При этом подчеркивалось, что наличие лаг-фазы и предшествовавшей ей фазы приспособления, является не обязательным, а зависит от условий культивирования.

Касаясь этого вопроса, Винслоу и Валкер [Winslow & Walker, 1939] остроумно отмечали, что при очень благоприятных условиях может отсутствовать первая стадия, а при очень неблагоприятных – вторая (имелось в виду, что при неблагоприятных условиях культура либо гибнет, либо не приступает к росту).

Кларк и Руел [Clark & Ruehl, 1919] изучили 70 штаммов видов бактерий и обнаружили, что при культивировании всех этих микроорганизмов (за исключением коринебактерий) размер клеток изменялся сходным образом. На первой стадии роста он возрастал.

Значительное увеличение клеток отмечалось уже ко второму часу роста, а наибольшей величины они достигали к 4-6 часу роста, что соответствовало стадии максимальной репродукции. К этому вре мени размер клеток, по сравнению с клетками 24-часовой роди тельской культуры, увеличивался в 2-6 раз. При дальнейшем выра щивании он уменьшался и достигал исходного к 18-24 часам роста.

С размером клеток коррелировала их способность окрашиваться определенными красителями, причем клетки большего размера ок рашивались значительно интенсивнее.

Хенричи [Henrici, 1928] детально изучил изменение размера бактерий в процессе их роста в бульоне и на агаризованных средах.

В последнем случае размер клеток определяли двумя способами – при постоянном микроскопическом контроле роста и в смывах культур разного возраста. Основным объектом исследования являл ся штамм Bacillus megaterium, поскольку бактерии этого штамма обладали сравнительно большими размерами и хорошо росли на искусственных средах. В целях получения обобщенной картины, полученные результаты были подтверждены в экспериментах с другими бактериями.

Независимо от среды выращивания на первой стадии роста культуры происходило более чем двукратное увеличения объема клеток, после чего бактерии начинали делиться. Хенричи посчитал целесообразным разделить понятия рост и размножение бактерий и, в зависимости от целей эксперимента, определять продолжитель ность лаг-периода либо по тому, либо по другому параметру. После первого деления бактерий наступал период логарифмического рос та, в процессе которого клетки продолжали размножаться, а их средний размер увеличивался. Увеличение размера происходило вплоть до стадии замедления роста, причем клетки, выращивавшие ся на агаризованных средах, по своим размерам превосходили клетки, растущие в жидкой среде. Максимальная длина бактерий достигала 20 мкм, что в 6 раз превышало их размер в исходной культуре. В дальнейшем размер клеток уменьшался и возвращался к исходному после достижения стационарной фазы.

На основании этих экспериментов Хенричи пришел к необ ходимости разделить весь период логарифмического роста на две фазы. В течение первой из них, фазы положительного ускорения, происходило увеличение объема клеток. Максимального размера они достигали в некоторой средней точке ростового цикла («mid point» по терминологии Перла (Pearl, 1925)), а на протяжении по следующей фазы отрицательного ускорения – вновь уменьшались.

Основным результатом своей многолетней работы Хенричи считал установление положительной корреляционной связи между скоростью роста культуры и средним размером клеток. Используя различные по составу среды и варьируя условия роста бактерий, он обнаружил, что их размер связан со скоростью роста культуры. В быстро растущих культурах, при использовании богатых сред, раз мер клеток был больше, чем в медленно растущих.

Изменение среднего размера клеток сопровождалось изме нением характера распределения бактерий по размеру. В процессе роста культур на богатых агаровых средах исходное унимодальное симметричное распределение сменялось асимметричным бимо дальным и даже полимодальным. Если же для приготовления ага ровых сред использовали разбавленный бульон, скорость роста и средний размер клеток были меньше, а его распределение на всех стадиях носило сравнительно симметричный унимодальный харак тер.

При росте на жидких питательных средах обычно имело место унимодальное, хотя и несимметричное распределение.

Уменьшение плотности засева в жидкие среды (использовались плотности от 5103 кл/мл до 2,3106 кл/мл) приводило к возраста нию максимальной скорости роста на логарифмической фазе и уве личению максимального среднего размера бактерий. Распределение клеток по размеру при этом принимало бимодальный характер с более явно выраженной модой клеток большего размера. Результа ты этих экспериментов не зависели от того, использовались ли для посева клетки со стадии логарифмического роста или достигшие стационарной фазы.

Максимально бимодальность была выражена на ранней ло гарифмической фазе, еще до достижения клетками максимального размера. Наличие бимодальности Хенричи связывал с гетерогенно стью популяции, то есть с присутствием в ней клеток с различной способностью к росту. Прямые микроскопические наблюдения за ростом на агаровых средах показали, что все клетки могут быть подразделены на активные и малоактивные. Первые из них быстро увеличивались в размере, в то время как вторые оставались практи чески неизменными. Микроскопические данные, по мнению Хен ричи, подтверждали гипотезу Пенфолда [Penfold, 1914], согласно которой наличие лаг-периода объяснялось селекцией быстро рас тущих микроорганизмов.

Вилсон продемонстрировал увеличение размера клеток на начальной стадии роста, применив новый для того времени метод оценки прозрачности культур. Он сравнивал уменьшение прозрач ности с данными, полученными при подсчете клеток, и нашел, что при равном количестве клеток прозрачность 26-часовой культуры Salmonella aetrycke в 5 раз выше, чем 4-часовой. Аналогичные ре зультаты были получены при использовании фотоэлектрического способа регистрации [Alper & Stern, 1933].

Херши (Hershey, 1939) использовал для контроля динамики роста культур нефелометрический метод. Для оценки размера кле ток он находил отношение мутности суспензии (показание нефело метра) к концентрации микроорганизмов. В начале роста это отно шение было принято за единицу, через час оно возрастало до 3, а к 3 часам – до 6-8. Таким образом он подтвердил, что на начальной стадии роста происходило увеличение объема клеток.

Значительный вклад в изучение морфологических измене ний в процессе роста E. coli внес Jensen (1928), который, в частно сти, показал, что низкая скорость роста культуры на ранних стадиях связана не с низкой частотой деления бактерий, а с тем, что не все бактерии одновременно приступают к росту и достигают необхо димого для инициации деления объема. После достижения этого объема рост и размножение протекают с максимально возможной для данных условий скоростью. В начале логарифмической фазы практически все клетки культуры можно было охарактеризовать как делящиеся, далее их количество снижалось и колебалось в пре делах 10–54%, а после 12 часов культивирования вновь возрастало [Jensen, 1928]. С современных позиций эти различия можно охарак теризовать как изменение степени синхронности культуры, неодно кратно отмечавшееся и в более поздних работах [Culter & Evans, 1966].

Работы Хенричи и ряда других авторов свидетельствовали, что максимальная скорость деления клеток наблюдается на той фа зе роста, когда клетки достигают наибольшего размера. Jensen [Jensen, 1928], напротив, полагал, что увеличение размера бактерий предшествует максимальному возрастанию скорости их деления. В его собственных экспериментах на первом часу роста клетки E.coli имели большой размер, но еще не делились. Между часом и полу тора часами они оставались все еще большими, но уже делились.

Через 3,5 часа роста (середина логарифмической фазы) размер кле ток уменьшался, стали появляться слабо окрашивающиеся теневые формы, которые исчезли к 5-ому часу (поздняя логарифмическая фаза). По-видимому клетки-тени были не способны размножаться в родительской среде, но успешно размножались при пересеве в но вую среду.

Bayne-Jones и Adolf [Bayne-Jones & Adolf, 1932], используя прецизионную технику киносъемки, также показали, что размно жению бактерий предшествует возрастание их биомассы. Скорость роста индивидуальной клетки от деления до деления была прибли зительно постоянна, а средняя скорость роста в культуре в расчете на одну клетку резко возрастала к концу второго часа и падала по сле 3-го часа роста. Для E.coli максимальную скорость роста клеток без увеличения их числа те же авторы наблюдали в конце первого часа. Наибольшая скорость деления при этом приходилась на конец второго часа. Средний объем клеток E.coli в инокуляте был меньше 1 мкм3 [Bayne-Jones & Sandholzer, 1933]. К концу 1-го часа роста он достигал 4 мкм3, а через 160 минут после начала роста он вновь уменьшался до исходного значения. Несколько раньше аналогич ные результаты были получены и в другой работе [Schmalhausen & Bordzilovskaja, 1926].

В более поздних экспериментах Huntington и Winslow [Huntington & Winslow, 1937] подтвердили, что возрастание размера клеток предшествует началу логарифмической фазы размножения.

Они изучали рост E.coli, Salmonella gallinarum и Salmonella pullorum при аэрации на различных средах и нашли, что в 8 комби нациях организмов и сред пик репродуктивной активности насту пал на 1-5 часов позже, чем максимум среднего объема клеток. В из этих 8 случаев максимальный объем клеток наблюдался на лаг фазе, в остальных 3-х – в начале логарифмической фазы.

Подводя итог изложенным выше результатам, можно кон статировать, что в первой половине 20 столетия было накоплено достаточное количество данных, позволяющих выделить следую щие свойства культуры, связанные с ее плотностью:

• зависимость продолжительности лаг-периода от плотно сти засева;

• ингибирование роста выделяемыми в окружающую среду продуктами обмена;

• стимуляция роста теми же продуктами обмена при разве дении культуральной среды;

• «эффект толпы», приводящий к остановке роста культуры при достижении определенной плотности;

• изменение среднего объема бактерий в процессе роста культуры;

• переход бимодального распределения размера клеток в унимодальное при увеличении плотности популяции;

• зависимое от стадии роста и плотности культуры измене ние производства тепла, потребления кислорода, Eh, рН, выделения СО2, H2S и других продуктов;

• изменение устойчивости к действию физических факто ров (температура ультрафиолетовое излучение, электро магнитные поля), химических агентов и бактериофагов;

• изменение подвижности клеток, электрофоретического заряда и устойчивости бактерий к кислотной агглютина ции;

• диссоциация, изменение вирулентности и антигенных свойств клеток.

Механизмы взаимодействия бактерий остались в то время практически неизученными, а попытки выявления соответствую щих регуляторов привели к открытию новых биологически актив ных веществ. Способность этих веществ осуществлять регулятор ные функции, к сожалению, осталась невыясненной.

Рост колоний на плотных питательных средах Рост колоний микроорганизмов на плотных питательных средах является одним из наиболее характерных примеров авторегуляции. Как и в случае жидких сред, первый акт деления бактерий на плотных средах происходит после сравнительно продолжительного лаг-периода. Далее скорость деления бактерий увеличивается и достигает своего предельного значения. Каждый акт деления сопровождается увеличением размера бактерий и среднего размера клеток популяции, причем наибольшего размера клетки достигают в тот момент, когда скорость роста популяции максимальна.

Скорость роста на плотных средах как правило выше, чем на жидких, что может быть следствием высокой локальной концентрации автостимуляторов роста. Одним из основных отличий роста бактерий на плотных средах является образование строго упорядоченных структур. Со времен Коха изучению роста колоний уделялось значительное внимание исследователей (см., например, [Shapiro, 1987, 1995;

Олескин, 2000]). В настоящее время динамика развития колоний изучается различными методами электронной микроскопии, фото-, видио- и киносъемки, электронной микроскопии, гистохимического окрашивания, генетики и генетической инженерии.

Рост колонии различных штаммов E. coli начинается более менее единообразно. Помещенная на питательный агар клетка делится в экваториальной плоскости, образуя две соприкасающиеся полюсами дочерние бактерии. В процессе дальнейшего роста удаленные полюса бактерий остаютя практически неподвижными, а соприкасающиеся незначительно сдвигаются. После этого каждая из клеток продолжает расти вдоль сестринской бактерии. Взрослые бактерии, таким образом, оказываются тесно прижатыми друг к другу, а после деления образуют симметричный квартет компактно расположенных клеток. Дальнейший рост колонии зависит от штамма и вида микроорганизма, в любом случае, однако, образуется строго упорядоченная структура, а расположение клеток оказывается таким, чтобы обеспечить их максимально возможные контакты [Shapiro & Hsu, 1989;

Shapiro, 1995].

В процессе роста колонии ориентация отдельных клеток и их массивов может изменяться, в результате чего ее структура приобретает подобие мозаичной. Увеличение латерального давления приводит к образованию второго слоя клеток, затем третьего и т. д. В конечном итоге колония приобретает выпуклую объемную структуру. Рост клеток по перифирии при этом продолжается и сопровождается образованием более или менее округлого контура колонии [Dean & Hinshelwood, 1966]. Взрослая колония состоит из множества частично упорядоченных районов параллельного роста бактерий с отдельными дефектами и каналами, пронизывающими ее структуру случайным образом, что обеспечивает доступ питательных веществ с поверхности среды к поверхностным структурам колонии. В колониях бактерии Alcaligenes sp., штамм d2, обнаружены "газовые баллоны", окруженные своеобразной "мембраной" и содержащие внеклеточные гемопротеины. Предположительно, такие структуры способствуют транспорту О2 к клеткам в колониях (агрегатах), т. е.

являются своеобразным аналогом дыхательной системы [Dean & Hinshelwood, 1966;

Shapiro & Hsu, 1989;

Shapiro, 1995;

Олескин и др., 2000].

Клетки в колонии не являются вполне идентичными организмами и проходят в своем развитии определенные стадии "дифференцировки". При окраске вертикального разреза колоний E.

coli толуидиновым голубым обнаруживается серия различающихся слоев. Непосредственно на поверхности субстрата находится слой хорошо окрашивающихся бактерий, поверх него - слой "пустых" клеток, выше – четкий слой хорошо окрашивающихся бактерий толщиной в 1-3 клетки и, наконец, наиболее толстый верхний слой также состоящий главным образом из хорошо окрашивающихся бактерий [Shapiro, 1995]. Предполагается, что "пустые" клетки представляют собой субпопуляцию нежизнеспособных бактерий.

В процессе роста колонии на ее поверхности образуется пленка. В дальнейшем эта пленка утолщается и приобретает шероховатую структуру. Материал для построения пленки по видимому выделяется бактериями в виде везикул и какимто образом транспортируется к поверхности колонии через межклеточный матрикс. Предполагается, что в качестве такого материала могут служить белки и полисахариды [Tetz et al., 1993].

Наличие поверхностной пленки у колоний самых различных видов бактерий является веским свидетельством в пользу того, что колонии можно рассматривать в качестве индивидуального многоклеточного "организма" [Tetz et al., 1990].


Колонии могут образовывать как отдельные микроорганизмы, так и группы близко расположенных клеток.

Потомство двух, находящихся на некотором удалении, родительских клеток располагается на агаре так, чтобы обепечить максимально быстрое слияние микроколоний [Shapiro, 1987].

Аналогичная ситуация наблюдается и при образовании колоний из большего числа микроорганизмов. Структура макроколонии при этом практически не отличается от структуры колонии, образованной потомством одной бактерии [Shapiro, 1987].

Интересно, что бактерии разных видов в подобной ситуации также образуют некое сообщество, близко напоминающее колонию.

Морфология такого сообщества, однако, отличается от морфологии колоний каждого из видов [Tetz, 1994;

Tetz & Rybalchenko, 1997].

Направленный рост и слияние микроколоний проявляется не только у диких штаммов E.coli, но и у штаммов, не способных к хемотаксису, то есть имеющих соответствующие делеции в ответственных за хемотаксис генах [Shapiro, 1994].

Внутреннее строение колоний характеризуется наличием определенных межклеточных контактов. Эти контакты значительно слабее, чем контакты клеток в тканях животных и растений, однако, существуют вполне реально и могут быть обнаружены путем использования различных методов [Dean & Hinshelwood, 1966].

Методы электронной микроскопии позволили выявить как минимум два типа контактов грам-отрицательных бактерий [Tetz et al., 1990]: плотный контакт внешних мембран и образование мембранных мостиков. У грам-положительных бактерий имеет место один тип контактов – слияние пептидогликановых слоев клеточных стенок. Предполагается, что в образовании плотных контактов могут принимать участие белки порины, а сами контакты обеспечивают межклеточный транспорт питательных веществ и определенных метаболитов [Tetz et al., 1990].

Сложная организация колоний выявляется и при рассматривании их в горизонтальной плоскости. Основными структурными элементами в этой плоскости являются так называемые клональные сектора и неклональные концентрические кольца [Shapiro, 1995]. Кольцевые и секториальные структуры первоначально были обнаружены путем гистохимического окрашивания на -галактозидазную активность генноинженерных штаммов. Однако они могут быть выявлены и при использовании диких штаммов методами сканирующей электронной микроскопии или фотографии в отраженном свете. Зависимость окрашиваемости и, следовательно, биохимической активности клеток от места их положения относительно центра колонии свидетельствует о наличии соответствующих процессов дифференцировки.

Предполагается, что такая дифференцировка происходит в результате образования определенных химических полей, природа которых остается неясной.

Клетки, расположенные в отдельных кольцах, отличаются друг от друга не только по своей биохимической активности. В специальных экспериментах, проведенных с использованием штаммов, несущих элемент Mudlac, сконструированный методами генетической инженерии на основе фага Mu, было показано, что в определенных кольцах происходят интенсивные перестройки генома бактерии-хозяина. Предполагается, что подобные перестройки могут способствовать возникновению адаптивных мутаций у бактерий.

Сектора могут соответствовать генетически различающимся клеткам, иметь различия в окраске, консистенции, форме, скорости роста, активности ферментов и др. Наглядным примером является фазовая диссоциация бактерий на R-, S- и М формы, различающиеся толщиной клеточной стенки, наличием микрокапсулы, характеристиками фибриллярного (R- и S варианты) или везикулярно-тубулярного (М-вариант) межклеточного матрикса и др. Фазовые диссоцианты обусловливают различие в архитектонике секторов колоний. В S варианте клетки родококков распределены по толщине колонии равномерно, число контактирующих между собой клеток невелико.

В секторе R-варианта клетки нижних слоёв располагаются перпендикулярно или под углом к питательной среде, а клетки верхних слоёв – радиально и параллельно поверхности агара. В М секторе клетки лежат крупными группами и не контактируют между собой [Олескин и др., 2000].

Наличие химических полей подтвердилось в экспериментах, связанных с выявлением взаимовлияния старых и молодых колоний. Так, например, было показано, что выделяемые клетками старой колонии соединения ингибируют, экспрессию polA гена в клетках молодой колонии, даже если последняя расположена на расстоянии более сантиметра от первой.

Результаты этих и некоторых других экспериментов позволили сделать вывод о том, что старые колонии через посредство выделяемых ими химических веществ способствуют ускорению развития молодых колоний, более быстрой дифференцировки их клеток с образованием соответствующих колец и других структурных элементов [Shapiro, 1995].

Интересным примером гетерогенности или дифференцировки клеток в колонии является так называемый папиллярный рост или образование вторичных колоний [Dean & Hinshelwood, 1966]. Как явление папиллярный рост был обнаружен сравнительно давно (1906) и более или менее интенсивно изучался в течение ряда лет. Папиллы представляют собой мелкие колонии, появляющиеся на теле первичной колонии, достигшей к этому времени относительно больших размеров. Часто папиллы образуются на колониях, растущих на средах с каким-либо альтернативным источником питания. Так, например, при выращивании E.coli mutabile на агаризованной среде, содержащей пептон и лактозу, первичные колонии возникают за счет использования пептона. На определенной стадии роста колоний наблюдается появление папилл. Если использовать соответствующий индикатор, такой как нейтральный красный, можно обнаружить, что клетки в папиллах окрашиваются красным цветом, что свидетельствует об их способности ферментировать лактозу, тогда как первичные колонии остаются белыми.

Образование папилл по-видимому является следствием дифференцировки клеток и соответствующей неоднородности их колоний. Новый рост возможен только при достаточном количестве питательных веществ, которые могут поступать по имеющимся внутри колоний диффузионным каналам [Dean & Hinshelwood, 1966].

Для изучения процессов самоорганизации значительный интерес представляет рост бактерий на полужидких (мягких) агаровых средах. Полужидкая среда покрыта тонкой пленкой воды.

В этих условиях многие виды бактерий образуют особые клетки, способные быстро передвигаться по поверхности агара. К этим видам относятся Proteus, Serratia, морские вибрионы, грам положительные Bacillus и Clostridium. Подвижные клетки имеют большие размеры и несут значительное количество жгутиков. Так, например, клетки Proteus mirabilis достигают поистине гигантских размеров в 50-100 мкм, число жгутиков на единицу объема клетки возрастает в 50 раз, а их количество на клетку достигает [Громов, 1985].

Стадия образования подобных подвижных клеток называется стадией роения. При росте на полужидких средах активный рост и деление относительно коротких палочек, имеющих по нескольку жгутиков и недостаточно подвижных на агаре, сменяется стадией роения, то есть образованием чрезвычайно подвижных бактерий. Чередование стадий роста и роения приводит к образованию на агаре геометрически правильных окружностей.

Если на пути колоний встречаются препятствия или две колонии растут во встречных направлениях, их геометрия изменяется. Отдельные круги (террасы) двух колоний сливаются, что свидетельствует о синхронном развитии популяций бактерий.

Развитие колоний определяется, по-видимому, сложной системой ориентации бактерий, в основе которой лежит их химическое взаимодействие через посредство создаваемого поля метаболитов.

Образование роящихся клеток невозможно на жидких питательных средах. Считается, что, по крайней мере для ряда видов, механизм дифференцировки и переход клеток в стадию роения связан с их повышенной устойчивостью к вращению, вызываемому работой жгутиков.

У многих видов способными к миграции оказываются не одиночные клетки, а только их группы (rafts). Подвижность этих групп вызвана координированным вращением жгутиков всех клеток. Клетки Serratia образуют особые вещества, служащие важным фактором распространения колоний. Группы мигрирующих клеток могут быть заключены в специальный "кокон", построенный из клеточных экзополимеров и выявляемый методом сканирующей электронной микроскопии. Можно предположить, что в процессе передвижения групп бактерий экзополимеры играют роль, сходную с ролью экзополимеров скользящих бактерий.

Бактерии, не способные к роению, но обладающие хемотаксической активностью, образуют в процессе роста на мягком агаре концентрическое кольцо. Инокулированные в центр чашки Петри клетки последовательно потребляют различные, содержащиеся в питательной среде, вещества. В результате этого создаются градиенты соответствующих хемоаттрактантов и начинается миграция клеток от центра чашки к периферии. После исчерпания субстрата кольцо клеток исчезает.

Иной тип организации наблюдается при росте бактерий в присутствии итермедиатов цикла трикарбоновых кислот или на средах, содержащих стрессовые агенты, например, перекись водорода или низкие концентрации антибиотиков. При определенных внешних условиях бактерии, обладающие хемотаксической активностью, склонны образовывать напоминающие колонии точечные агрегаты, удаленные друг от друга на одинаковые расстояния, причем в центре чашки эти агрегаты образуют ряд концентрических окружностей [Budrene & Berg, 1991, 1995;

Shapiro, 1995]. Генетическая или химическая блокировка Tar хеморецепторов приводит клетки к неспособности образовывать подобные структуры. Аминокислотный анализ продуктов, секретируемых агрегирующими бактериями, показал, что подвергнутые стрессу бактерии выделяют в окружающую среду аспартат и глутамат, являющиеся сильными аттрактантами, воспринимаемыми через посредство Tar хеморецепторов.

Предполагается, что эти аминокислоты служат в качестве сигнала для самоагрегации бактерий. У Serratia liquefaciens химический сигнальный агент представляет собой ацилированный лактон гомосерина [Eberl et al., 1996].


Значительное число бактерий в агрегатах теряет свою подвижность, образуя точечный агрегат неподвижных клеток.

Геометрические параметры образуемых на чашках структур зависят от многих факторов: плотности засеваемой культуры, чувствительности к хемотаксическим агентам, концентрации хемоаттрактантов и скорости утраты подвижности в агрегатах. При определенных условиях агрегаты остаются интактными в течение длительного промежутка времени. В других случаях они могут взаимодействовать друг с другом, мигрировать, расщепляться или сливаться. Определенная форма межклеточного взаимодействия, таким образом, проявляется и на уровне агрегатов клеток. Клетки в агрегатах значительно менее чувствительны к действию токсических агентов, возможно поэтому, что их образование имеет приспособительную роль [Shapiro, 1995;

Бухарин и др., 2005].

Изучение структур бактериальных колоний представляется исключительно важным для понимания основных проблем самоорганизации и морфогенеза и по этой причине имеет широкое общенаучное и междисциплинарное значение. Колонии являются весьма доступным объектом для разрешения вопроса о том, каким образом плохо поддающаяся описанию серия событий на микроскопическом (клеточном) уровне приводит к образованию геометрически упорядоченных и хорошо предсказуемых структур на макроскопическом (целая колония) уровне. По этой причине в настоящее время значительное внимание уделяется вопросам математического моделирования роста колоний на полужидких средах в субоптимальных условиях.

Основными факторами, влияющими на морфологию колоний, являются плотность агаровой среды и концентрация субстрата. Зависимость морфологии колоний от этих параметров может быть изображена графически и носит название морфологических диаграмм. Морфология колоний во многом напоминает структуры, наблюдаемые в мире неживой природы.

При уменьшении концентрации субстрата и возрастании концентрации агара колонии многих видов становятся более ветвистыми и дендритообразными. Часто они имеют фрактальную структуру, предсказываемую моделью лимитированной диффузией агрегации (DLA). Эта модель предполагает, что диффузия питательных веществ является основным фактором структурообразования в том случае, когда ресурсы недостаточны и подвижность бактерий подавлена. Однако из этого общего правила существуют и исключения. Так, например, колонии B. subtilis при низкой концентрации питательных веществ становятся более компактными и симметричными. Преодолеть эту трудность можно путем введения в математическую модель (DLA) уравнения, учитывающего наличие между бактериями определенного хемотаксического "отталкивания" [Ben-Jacob et al., 1994]. С положенных в основу построения модели позиций такая процедура является некорректной и, по сути, предполагает существование системы межклеточной коммуникации, что хорошо согласуется с экспериментальными данными [Shapiro, 1995].

Микроскопическое исследование ветвистых колоний B.

subtilis показало, что каждая из ветвей колонии упакована в особую оболочку. Предполагается, что оболочка построена из экстраклеточных полисахаридов, аналогичных экзополисахаридам, окружающим роящиеся клетки Proteus. Внутри оболочек бактерии, как правило, сохраняют высокую подвижность, что необходимо для образования ветвящихся структур. Во всяком случае, неподвижные мутантные клетки B. subtilis не способны образовывать некоторые типы колоний.

На периферии ветвящихся колоний часто образуются морфологически отличные сектора, причем бактерии из этих секторов могут быть выделены в чистой культуре и при пересеве образуют колонии иного строения. Некоторые из этих структур возникают в результате миграции вращающихся микроколоний ("vortices"), которые распространяются быстрее, чем неподвижные клетки. Ранее подобный тип миграции колоний был известен для штаммов Bacillus circulans и B.rotans.

Образование многоклеточных структур, а также координированное перемещение клеток, не оставляет сомнений в наличии соответствующих сигналов межклеточной коммуникации [Shapiro, 1995]. Вполне возможно также, что образование секторов связано с определенными геномными перестройками, аналогичными перестройкам, наблюдавшимся в колониях E.coli, несущих элемент Mudlac. В этом случае колонии B.subtilis могут служить еще одной моделью для изучения связей между физиологией бактерий, характером межклеточных взаимодействий и процессом реорганизации генома.

Феномены структурообразования в процессе развития колоний, согласованного движения бактерий, дифференциальной экспрессии генов и некоторые другие документированы для многих бактериальных таксонов, включая такие типичные виды как E.coli и B.subtilis. Это позволяет считать, что для колоний микроорганизмов, как и для многих других биосоциальных систем, характерно формирование функциональных органов надорганизменного уровня, принадлежащих целой системе и коллективно используемых всеми её элементами (индивидами) [Shapiro, 1995;

Олескин и др., 2000].

Список литературы 1. Барихин С.Я., Ткаченко А.Г., Пшеничнов Р.А.и др.

Стимулирующая добавка к синтетической питательной среде для культивирования микроорганизмов: А.с. СССР №49691, 1974 / Опубл. 1975. Бюл. №42.

2. Беляков В.Д., Голубев Д.Б., Каминский Г.Д., Тец В.В.

Саморегуляция паразитарных систем.– Л.: Медицина, 1987.– 240 с.

3. Богословская О.А., Бурлакова Е.Б., Глущенко Н.Н. и др.

Взаимосвязь устойчивости микробных клеток с их фосфолипидным составом // Журн. микробиол.– 1987.– №1.– С.6-8.

4. Громов Б.В. Строение бактерий.– Л.: ЛГУ, 1985.– 192 с.

5. Зефиров А.Л. Медиаторы, эволюция представлений // Вестник РАМН.–2005.–№1.–С.49-52.

6. Иванов А.Ю., Фомченков В.М. Зависимость повреждающего действия поверхностноактивных веществ на клетки E.coli от фазы роста культуры // Микробиология. – 1989.– Т.58.– Вып.6.– С.969-975.

7. Иванов В.Н. Экзо- и эндотрофия клетки.– Киев: Наукова думка, 1990.– 104 с.

8. Коровина В.П., Сазонова Л.А., Вайсман И.Ш. Изучение механизма регуляции численности популяций в экспериментах на культурах бактерий // Экология.–1974.– № 6.– С.5-9.

9. Маслов Ю.Ф., Кузнецова Н.Н., Коробов В.П. Формирование аминокислотного фона среды при развитии популяции Escherichia coli М-17 на полноценной и синтетической питательных средах // Факторы развития бактериальных популяций.– Свердловск, 1980.– С.28-33.

10. Мейсель М.Н. Функциональная морфология дрожжевых ор ганизмов.– М.: Изд-во АН СССР, 1950.– 368 с.

11. Новикова И.Ю. Возможные механизмы образования структур в популяциях бактерий, состоящих из подвижных клеток // Микробиология.– 1987.– Т.56.– Вып. 6.– С.1001-1005.

12. Одинцова Е.Н. Микробиологические методы определения ви таминов.– М.: Изд-во АН СССР, 1959.– 379 с.

13. Олескин А.В., Ботвинко И.В., Цавкелова Е.А. Колониальная организация и межклеточная коммуникация у микроорганиз мов // Микробиология.– 2000.– Т.69.– Вып.3 – С.309-327.

14. Пастер Л. Избранные труды. В 2т.– Т.1.– М.: АН СССР, 1960.– С.140-141.

15. Плакунов В.К. Координация регуляторных механизмов в процессе развития прокариотных клеток // Онтогенез микроорганизмов.– М.: Наука, 1979.– С.158-174.

16. Плакунов В.К. Мембранные механизмы экскреции бактериями физиологически активных веществ // Прикл.

биох. и микробиология.– 1986.– Т.22.– № 6.– С.723-735.

17. Плакунов В.К., Волкова И.М., Лебедева Ж.Д. и др. Регуляция внутриклеточной концентрации низкомолекулярных веществ у бактерий //Изв. АН СССР, сер. биол.– 1985.– № 5.– С.715 721.

18. Пшеничнов Р.А., Колотов В.М., Барихин С.Л. и др.

Микробная популяция – саморегулируемая система // Экология и популяционная генетика микроорганизмов.– УНЦ АН СССР, 1975б.– С.3-13.

19. Пшеничнов Р.А., Колотов В.М., Барихин С.Я. и др. О существовании системы специфической аутометаболической регуляции развития микробных популяций. Первые наблюдения по выявлению аутофактора, стимулирующего развитие культур // Экология.– 1975а.– № 3.– С.42-50.

20. Пшеничнов Р.А., Колотов В.М., Барихин С.Я. и др.

Реализация принципа обратных связей в системе аутометаболической регуляции роста клонов внутривидовых популяций Escherichia coli // Механизмы регуляции развития бактериальных популяций.– Свердловск: УНЦ АН СССР, 1977.– С.3-9.

21. Пшеничнов Р.А., Колотов В.М., Коробов В.П. и др. О существовании специфических факторов, контролирующих развитие микробной популяции. Первые наблюдения по выявлению фактора, лимитирующего накопление биомассы в культурах Escherichia coli M-17 //Экология.– 1973.– № 3.– С.5-13.

22. Пшеничнов Р.А., Ткаченко А.Г. Природа и направленность внутрипопуляционных сдвигов в бактериальных культурах как отражение меняющихся условий среды обитания //Механизмы регуляции развития бактериальных популяций.– Свердловск: УНЦ АН СССР, 1977.– С.10-15.

23. Пшеничнов Р.А., Ткаченко А.Г., Зеленин Е.Н. Влияние внеклеточных аутометаболитов на экономический коэффициент популяции E. coli различной плотности // Экология.– 1981.– № 1.– С.93-95.

24. Ракитин В.Ю., Чугасова В.А., Финогенов Б.П. и др.

Регулирование состава ферментационной среды как метод управляемого культивирования микроорганизмов.– М.:

ВНИИСЭНТИ, 1986.– 36 с.

25. Рубан Е.Л., Вербина Н.М., Бутенко С.А. и др. Биосинтез аминокислот микроорганизмами.– М.: Наука, 1968.– 293 с.

26. Рудченко О.Н., Лихачева Н.А., Тимакова Н.В., Ильяшенко Б.Н. Фактор компетентности в культуральной жидкости Escherichia coli // ДАН СССР.– 1973.– Т.211.– № 1.– С.224 225.

27. Смирнова Г.В. Периодические культуры Escherichia coli с дробным добавлением субстрата при различных условиях культивирования: Автореф. дисс…. канд. биол. наук.– Л.– 1989.– 16 с.

28. Тарков М.И. Микробиологические методы оценки искусст венных питательных сред.– Кишинев: Штиинца, 1972. – с.

29. Тец В.В., Каминский Г.Д. Фазовые изменения в периодических бактериальных культурах // Журн.

микробиол.– 1984.– № 8.– С.24-31.

30. Тирранен Л.С. Роль летучих метаболитов в межмикробном взаимодействии.– Новосибирск: Наука, 1984.– 104 с.

31. Ткаченко А.Г. О соотношении селективного и аутометаболического типов регуляции численности и структуры бактериальных популяций // Факторы развития бактериальных популяций.– Свердловск: УНЦ АН СССР, 1980.– С.75-84.

32. Ткаченко А.Г., Октябрьский О.Н. Экономический коэффициент утилизации субстрата (глюкозы) в бактериальных популяциях разной плотности // Факторы развития бактериальных популяций.– Свердловск: УНЦ АН СССР, 1980.– С.19-21.

33. Шилин В.И., Печуркин Н.С., Брильков А.В., Белянкина Н.И., Терсков И.А. Положительный эффект кооперативности роста популяции бактерий (эффект Олли) в простой среде // ДАН СССР.– 1983.– Т.271.– № 2.– С.505-508.

34. Alper T., Stern M. The measurement of the opacity of bacterial cultures with a photo-electric cell // J. Hyg.– 1933.– V.33.– P.497 509.

35. Ameyama M., Shinagawa E., Matsushita K. et al. Growth stimulating substance for microorganisms produced by Escherichia coli causing the reduction of the lag phase in microbial with pyrroloquinoline quinone // Agric. Biol. Chem.– 1984.– Vol.48.– № 12.– P.3099-3107.

36. Anderson E. B., Meanwell L. J. Studies in the bacteriology of low-temperature pasteurization. Part II. The heat resistance of a thermiduric streptococcus grown at different temperatures // J.

Dairy Research.– 1936.– V.7.– P.182-191.

37. Barber M. A. The rate of multiplication of Bacillus coli at different temperatures // J. Infectious Diseases.– 1908.– V.6.– P.379-400.

38. Bayne-Jones S., Adolph E. F. Growth in size of micro-organisms measured from motion pictures. III. Bacterium coli // J. Cellular Comp. Physiol.– 1932.– № 2.– Р. 329-348.

39. Bayne-Jones S., Rhees H.S. Bacterial calorimetry. II. Relationship of heat production to phases of growth of bacteria // J.Bacteriol. – 1929.– V.17.– Р.123-140.

40. Bayne-Jones S., Sandholzer L. A. Changes in the shape and size of Bacterium coli and Bacillus megatherium under the influence of bacteriophage. A motion photomicrographic analysis of the mechanism of lysis // J. Exptl. Med.– 1933.– V.67.– P.279-304.

41. Ben-Jacob E., Schochet O, Tenenbaum A., Cohen I, Czirok A, Vicsek T. Generic modelling of cooperative growth patterns in bacterial colonies // Nature.– 1994.– Vol. 368.– P.46-48.

42. Bergter F., Knorre W.A., Muller P.J. Produktinduzierte Oscillationen von Wachstum und Stoffwechsel bei kontinuierlichen Kulturen von Microorganismen // Nova acta Leopold.– 1977.– Vol.46.– № 225.– P.643-653.

43. Braun W. Cell population dynamics and somatic change // J.Cell and Comp. physiol.– 1958.– Vol.52.– suppl.1.– P.337-369.

44. Braun W. Studies of population changes in bacteria and their relation to some general biological problems // The American Naturalists.– 1952.– Vol.86.– №831.– P.355-371.

45. Buchanan R.E. Life phases in a bacterial culture // J. Infection Diseases.– 1918.– V.23.– P.109-125.

46. Buchner H., Longard K., Riedlin G. Uber die Vermehrungsgeschwindigkeit der Bacterien // Zentr. Bakt.

Parasitenk.– 1887.– V.2.– Р.1-7.

47. Buckley D.E., Anagnostopoulos G.D. Growth of Escherichia coli B/r/1 in a semi-continuous system designed for the synchronization of cell division // Arch.Microbiol.– 1975.– V.105.– №2.– P.169-172.

48. Budrene E.O., Berg H.C. Complex patterns formed by motile cells of Escherichia coli // Nature.– 1991.– V.349.– P.630-633.

49. Budrene E.O., Berg H. Dynamics of formation of symmetrical patterns by chemotactic bacteria // Nature.– 1995.– V. 376.– P.49 53.

50. Buggs C. W., Green, R. G. Electrophoretic phenomena of bacteria. III. The electrophoretic velocity of bacteria in relation to growth, senescence, and death // J.Bacteriol.– 1935.– V.30.– P.453-463.

51. Burk D., Lineweaver H. The influence of fixed nitrogen on Azotobacter // J.Bacteriol.– 1930.–V.19.– P.389-414.

52. Byers B.R., Powell M.V., Lankford C.E. Iron-chelating hydroxamic acid (schizokinen) active in initiation of cell division in Bacillus megaterium // J.Bacteriol.– 1967.– V.93.– №1.– P.286-294.

53. Chen H., Fujita M., Feng Q. et al. Tyrosol is a quorum-sensing molecule in Candida albicans // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.– 2004.– V.101.– №14.– P.5048-5052.

54. Chesney A. M. The latent period in the growth of bacteria // J.

Exptl. Med.– 1916.– V.24.– Р.387-418.

55. Chou T.W., Greasham R., Tannenbaum S.R. et al. Prodaction of an autoinhibitor by a thermophilic bacillus // J.Bacteriol.– 1972.– V.111.– P.459-464.

56. Clark P.F., Ruehl W.H. Morphological changes during the growth of bacteria // J.Bacteriol.– 1919.– V.4.– Р.615-629.

57. Claydon T. J. The influence of growth temperature and age on the thermal resistance of milk cultures of Streptococcus lactis // B. W.

Hammer Panegyric.– Collegiate Press, Ames, la., 1937.– P.177 183.

58. Coblentz J.M., Levine M. The effect of metabolites of Escherichia coli on the growth of coli-aerogenes bacteria // J. Bacteriol.– 1947.– V.53.– №4.– Р.455-467.

59. Culter R.G., Evans J.E. Synchronization of bacteria by a stationary-phase method // J.Bacteriol.– 1966.– V.91.– №2.– P.

469-476.

60. Cutler D. W., Crump L. M. Carbon dioxide production in sands and soils in the presence and absence of amoebae // Ann. Applied Biol.– 1929.– V.16.– P.472-482.

61. Dean A.C.R., Hinshelwood C.N. Growth, function and regulation in bacterial cells.– Oxford: Clarendon Press, 1966.– 439 p.

62. Dubos R.J. Louis Pasteur, free lance of science // Boston, Little, Brown.– 1950 (цит. по [Rose S.M.,1960]).

63. Eaton M. D. A quantitative study of the respiration of staphylococcus cultures lysed by bacteriophage // J.Bacteriol.– 1931.– V.21.– P.143-156.

64. Eberl L., Winson M.K., Sternberg C. et al. Involvement of N-acyl L-homoserine lactone autoinducers in control of multicellular behavior of Serratia liquefaciens // Mol. Microbiol.– 1996.– V.20.– P.127-136.

65. Elliker P.R., Frazier W.C. Influence of time and temperature of incubation on heat resistance of Escherichia coli // J. Bacteriol. – 1938.– V.36.– Р.83-98.

66. Garre C. Uber Antagonisten unter den Bacterien // Correspond. f.

schweizer Arzte.– 1887.– B.17.– S.385-392. (цит. по [Coblentz & Levine, 1947]) 67. Gates F. L. A study of the bactericidal action of ultra violet light.

I. The reaction to monochromatic radiations // J. Gen. Physiol.– 1930.– V.13.– P.231-248.

68. Gauthier M.J., Munro P.M., Breittmayer V.A. Influence of prior growth conditions on low nutrient response of Escherichia coli in seawater // Can.J.Microbiol.– 1989.– V.35.– № 3.– P.379-383.

69. Gerard R.W., Falk I.S. Observations on the metabolism of Sarcina lutea // J. Biol. Bull.– 1931.– V. 60.– Р.213-226.

70. Gillespie L. J. The acid agglutination of pneumococci // J. Exptl.

Med.– 1914.– V.19.– P.28-37.

71. Gladstone G. P., Fildes P., Richardson G. M. Carbon dioxide as an essential factor in the growth of bacteria // Brit. J. Exptl. Path.– 1935.– V.16.– P.335-348.

72. Groat R.G., Schultz J.E., Zychlinsky E. et al. Starvation proteins in Escherichia coli: kinetics of synthesis and role in starvation survival // J.Bacteriol.– 1986.– V.168.– №2.– P.486-493.

73. Harrison A.P. The response of Bacterium lactis aerogenes when held at growth temperature in the absence of nutriment: an analysis of survival curves // Proc.Roy.Soc.B.– 1960.– V.152.– P.418-428.

74. Hehewerth F. H. Die mikroskopische Zahlungsmethode der Bacterien von Alex. Klein und einige Anwendungen derselben // Arch. Hyg.– 1901.– B.39.– S.321-389.

75. Heiberg B. Die Thermoresistenz bei jungen und alten Bakterien und "jungen" and "alten" Bakteriophagen // Z. Hyg.

Infektionskrankh.– 1932.– B.114.– S. 425-428.

76. HenriciI A. T. Morphologic variation and the rate of growth of bacteria.– Springfield: C.C. Thomas, 1928.– 194p.

77. Hewitt L. F. Oxidation-reduction potentials in bacteriology and biochemistry. Fourth Ed.– London County Council, 1937.

78. Hirsch P., Berhard R.M., Cohen S.S. et al. Life under conditions of low nutrient concentration // Strategies of microbial life in extreme environments. Ed. by M.Shilo.– N.Y.: Verlag Chemie, 1979.– P. 357-372.

79. Huntington E., Winslow C.-E. A. Cell size and metabolic activity at various phases of the bacterial culture cycle // J.Bacteriol.– 1937.– V.33.– Р.123-144.

80. Ingram L.O., Fisher W.D. Mechanism for the regulation cell division in Agmenellum // J.Bacteriol.– 1973b.– V.113.– № 2.– P.1006-1014.

81. Ingram L.O., Fisher W.D. Novel mutant impared in cell division:

evidence for a positive regulating factor // J.Bacteriol.– 1973a.– V.113.– № 2.– P.999-1005.

82. Jenkins D.E., Auger E.A., Matin A. Role of RpoH, a heat shock regulator protein, in Escherichia coli carbon starvation protein synthesis and survival // J.Bacteriol.– 1991.– V.173.– № 6.– P.1992-1996.

83. Jenkins D.E., Schultz J.E., Matin A. Starvation-induced cross protection against heat or H2O2 challenge in Escherichia coli // J.Bacteriol.– 1988.– V.170.– № 9.– P.3910-3914.

84. Jensen K. A. Durch direkte mikroskopische Beobachtung ausgefuhrte Untersuchungen uber das Wachstum des Coli Bazillus // Zentr. Bakt. Parasitenk. I, Orig.– 1928.– B.107.– S.1 34.

85. Kahn M. C., Schwarzkopf H. Some biophysical properties of the tubercle bacillus // Am. Rev. Tuberc.– 1931.– V.23.–P.45-55.

86. Kimball G.A. The growth of yeast in a magnetic field // J.Bacteriol. – 1938.– V.35.– Р.109-122.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.