Возбудителями являются Lactobacillus mannitopeum и другие молочнокислые бактерии. Болезнь возникает в период брожения. Основная причина высокая температура при брожении. Фруктоза восстанавливается в шестиатомный спирт - маннит. Наряду с ним образуется и уксусная кислота. Вино приобретает кисло-сладкий вкус и запах разлагающихся фруктов. Лечение возможно только в том случае, если маннита и уксусной кислоты образовалось немного. Лечат вина сульфитацией из расчета 90 - 100 мг/л или пастеризацией. Предупредить болезнь можно не допуская высокой температуры при брожении, подкисляя малокислотные сусла и вина, своевременно снимая вина с дрожжевого осадка.

Возбудителями болезни являются уксуснокислые бактерии. К заболеванию склонны вина, содержащие до 16% об. спирта при доступе воздуха, высокой температуры брожения и хранения. На вине вначале возникает тонкая пленка, которая по мере развитая инфекции утолщается.

Спирт в вине окисляется в уксусную кислоту, в результате чего повышаетея летучая кислотность. Нормальным считается содержание летучих кислот в белых винах до 0,8 г/л, в красных винах - до 1 г/л. Лечению подлежат вина, содержащие до 3,5 г/л летучих кислот. Развитие бактерий приостанавливают сульфитацией из расчета 60 - 70 мг/л, можно также профильтрованное вино пастеризовать при температуре 60 - 70°С в течение 5 - 15 мин и исправлять вина, содержащие до 3 г/л летучих кислот, путем хересования или перебраживать их. Профилактика болезни заключается в своевременной доливки вин, соблюдения оптимальных температурных условий при брожении и хранении вина, соблюдении санитарных условий на производстве, борьбе с уксусной мушкой.

Возбудителями болез­ни являются различные пленчатые дрожжи, например, рода Кандида. К заболева­нию склонны вина, содержащие менее 12% об. спирта при доступе воздуха и температуре 4 - 34°С. На вине вначале возникает гладкая пленка, затем морщинистая. Спирт окисляется до СО2 и воды. Лечат вина путем фильтрации и пастеризации при температур 62°С в течение 5 мин, а исправляют купажированием или перебраживанием. Заболевание предупреждают своевременной доливкой вин.

Изменения, происходящие в вине в резуль­тате развития микроорганизмов, называются болезнями. Болезни вин делят на две груп­пы — аэробные и анаэробные.

Аэробные болезни развиваются при досту­пе воздуха и окисляют в вине спирт.

Анаэробные болезни вызываются анаэробными микроорганизмами и разру­шают в вине сахар, кислоты, глицерин и другие составные части (кроме спирта).

3 просмотров

Информация для молодых мам. Что делать, если у вашего малыша появились все симптомы атопического дерматита? Статистика показывает, что дерматит у грудничка довольно таки не редкое заболевание. Поэтому не лишне будет узнать об этой напасти.

Компания "Free Lines" предоставляет услуги по доставке грузов из Германии и других стран. На сайте компании описан весь спектр услуг грузы из германии, транспортная инфраструктура страны и основные маршруты доставок, заказать нужный маршрут и оформить заявку можете персонально онлайн или по телефону. Наша фирма заказывала услугу через интернет на сайте компании "Free Lines". Доставили груз из Берлина до Москвы за четыре дня. Все качественно и быстро. Все остались очень довольны работой.

Человек ухитрился заразить виноград своими бактериями несколько тысячелетий назад, когда захотел его окультурить.

Исследователи из итальянского фонда Эдмунда Маха обнаружили в ДНК винограда культурного бактериальные гены, принадлежавшие роду Propionibacterium. Среди них есть те, что живут у человека на коже и вызывают акне, воспаление сальных желёз.

Поначалу учёные посчитали, что образцы виноградной ДНК оказались попросту загрязнёнными, что в них попали человеческие бактерии (или ДНК этих бактерий). Однако дальнейший анализ показал, что обнаруженные бактериальные гены принадлежат вовсе не обычной Propionibacterium acnes, которая живёт на человеческой коже, а отдельной разновидности, относящейся к обычной микрофлоре винограда.



Генетические «раскопки» привели исследователей к выводу, что эта разновидность Propionibacterium появилась на винограде около 7 000 лет назад, то есть примерно тогда, когда человек начал его окультуривать. Очевидно, бактерия могла перескочить с человека на растение при обрезании лозы, и с этого момента между бактерией и виноградом начали развиваться симбиотические взаимоотношения. Сказать, что именно даёт такое сотрудничество обеим сторонам, учёные пока затрудняются, однако у бактерии оказалась частично деактивирована система репарации ДНК, а это говорит о том, что по крайней мере в этом вопросе бактерия полагается на хозяйскую клетку.

Человеческий родственник виноградной бактерии благоденствует на нашей коже, питаясь жирами-триглицеридами и жирными кислотами, которые входят в их состав. Такую же еду бактерии могут найти и на винограде, то есть при переходе от одного хозяина к другому пищевых проблем возникнуть не могло. Авторы предполагают, что микробы, которыми человек заразил виноград, как-то содействовали окультуриванию растения, но эта гипотеза нуждается в проверке.

Что действительно удивляет в этом открытии, так это сам прыжок бактерий между столь разными хозяйствующими субъектами. Микроорганизмы часто меняют хозяев, но обычно это происходит между довольно близкими видами. Однако человек и виноград принадлежат к разным царствам, и генетически они, мягко говоря, отличаются друг от друга, так что переход Propionibacterium от одного к другому — это и впрямь нечто удивительное.

Текущая вода не смывает бактериальную плёнку с твёрдой поверхности, а, наоборот, способствует её появлению. Бактерии, как оказалось, склонны скапливаться там, где скорость потока жидкости сильно меняется, то есть у поверхности, которая этот поток ограничивает.

Бактерии, живущие в проточной воде, постоянно попадают в те или иные потоки, и это, наверное, как-то влияет на поведение микроорганизмов. Можно было бы предположить, что ничего интересного тут нет, что бактерии просто плывут туда, куда их несёт течение. Однако, как показали исследования Романа Стокера (Roman Stocker) и его коллег из Массачусетского технологического института (США), во взаимодействии бактерий с потоками жидкости есть свои сюрпризы.



Исследователи использовали в работе как непосредственное наблюдение в микроскоп за бактериями, которые плавали в микроканальцах особого устройства, так и математическое моделирование, описывающее поведение бактерий.

Как известно, в текущей воде можно выделить зоны, где скорость потока очень сильно меняется, — например, у поверхности, ограничивающей этот поток. Но ведь именно здесь (скажем, на внутренней поверхности водопроводной трубы) бактерии организуют свои колонии и биоплёнки. Как пишут исследователи в Nature Physics, бактерии сильнее стремятся осесть на той поверхности, возле которой выше перепад скоростей.

То есть получается, что текущая вода способствует тому, чтобы бактерии «отказывались» от свободного плавания и переходили в состояние оседлой биоплёнки.

При этом авторы работы уточняют, что такая закономерность выполняется только для бактерий, которые обладают собственной подвижностью. Те, что сами передвигаться не в состоянии, распределяются в потоке подобно обычным «неживым» частицам сходного размера и формы, без особых предпочтений. Однако учёные полагают, что такое стремление занять зону с перепадом скорости течения есть и у других подвижных клеток, не только бактериальных. В том числе упоминаются и одноклеточный планктон, и мужских половые клетки.

Очевидно, такое поведение даёт бактериям некие экологические бонусы — к примеру, в снабжении питательными веществами. Однако уже сейчас эту особенность хорошо бы учитывать при проектировании водопроводов и иных конструкций, где есть поток жидкости и где возможно бактериальное загрязнение. В биоплёнках бактерии гораздо более устойчивы к действию антибиотиков, чем в свободном плавании, поэтому чем меньше у них будет шансов сформировать биоплёночную колонию, тем лучше.

Белковые нити бактерий Geobacter sulfurreducens проводят электроны с помощью остатков ароматических аминокислот, которые охватывают белковый «нанопровод» подобно винтовой лестнице.

Если спросить самого себя, какие ассоциации возникают в голове при словах «живое электричество», то первыми, вероятно, придут на ум нейроны. Или электрические рыбы. Но уж никак не бактерии, верно? А между тем именно с «электрическими бактериями» связаны некоторые удивительнейшие открытия последнего времени.



Так, год назад исследователи из Орхусского университета (Дания) обнаружили, что многоклеточные цепочки морских бактерий из рода Desulfobulbus могут передавать электроны, которые бегут по бактериальным нитям, как по проводам. А ещё за год до этого группа биологов и физиков из Массачусетского университета в Амхерсте (США) установила, что биоплёнки бактерий Geobacter sulfurreducens демонстрируют электронную проводимость, сравнимую с проводимостью синтетических металлических наноструктур. Эксперименты с G. sulfurreducens показали, что в их биоплёнках электроны бегают по белковым филаментам-пилям, растущим на поверхности бактериальной клетки.

Как оказалось, электропроводные свойства пилей обеспечивают не белки цитохромы (которые обычно служат в электронных цепях фотосинтеза и клеточного дыхания), а белки пилины — стандартный строительный материал для бактериальных нитей. С помощью пилей бактерии «ощупывают» среду вокруг, принимают сигналы извне, устанавливают контакты друг с другом; все эти функции учёным более или менее известны. Чего точно никто не знал, так это как пили (точнее, белки, из которых они состоят) проводят заряженные частицы.

Свободные электроны образуются в клетке постоянно, в результате клеточного дыхания и получения энергии при окислении питательных веществ. Эти электроны выводятся наружу, где могут поучаствовать, например, в минералообразовании, коррозии и других биогеохимических процессах. Чтобы понять, как бактериальные пили проводят электроны, Карл Мюллер (Karl Mueller) и Патрик Риэрдан (Patrick Reardon) из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (США) присмотрелись к структуре пилина, образующего филаменты у G. sulfurreducens.





Предыдущие исследования показали, что для проведения электрона молекуле пилина нужны остатки ароматических аминокислот, расположенные в строго определённых местах: мутации по этим аминокислотам лишали белок проводящих свойств. Но любой белок обладает трёхмерной структурой, которая сильнейшим образом влияет на его работу. Именно пространственная структура пилина позволила учёным понять, по какому маршруту в нём бегут электроны.



Пилин, как описывают его авторы работы в Journal of Biological Chemistry, представляет собой вытянутую спираль, слегка изогнутую примерно посередине. Остатки ароматических аминокислот, довольно массивные, торчат в стороны по всей длине молекулы. Но структура одиночной молекулы никаких секретов электропроводимости не раскрывала. Исследователям пришлось восстановить структуру фрагмента пили, сложенной из нескольких молекул белка; при этом в качестве шаблона они использовали известную структуру фибриллы возбудителя гонореи Neisseria gonorrhoeae (чьи пили, впрочем, проводить электроны не могут).

В результате перед учёными предстала структура, в которой ароматические остатки шли спиралеобразно по поверхности; авторы сравнивают её с карамельной тростью. То есть электроны должны в этом случае идти по винтовому маршруту, перескакивая от одного островка ароматических аминокислотных остатков к другому. Пока, однако, учёные не могут сказать, приходится ли электронам прыгать на большое расстояние или же аминокислоты просто передают заряд друг другу: для этого нужно поставить дополнительные опыты, причём с самими фибриллами G. sulfurreducens.

Такие бактериальные нанопровода могли бы помочь преодолеть разрыв между твердотельной электроникой и биологическими системами, выступив недорогим и нетоксичным посредником между электронной системой и клеткой.

С другой стороны, электрические бактерии можно было бы использовать при очистке среды от токсичных металлов и прочих неприятных веществ, ускоряя их химические превращения с помощью «электрических бактерий».

Для современного человека, Интернет в наше время, это жизнь. Для многих это работа, учеба, общение, новости, источник знаний и развлечений. Поэтому без доступа к Интернету, человек, как без рук. Многие во всемирной сети, проводят большую часть своей жизни. По этой причине для современного человека очень важно иметь качественный, быстрый беспроводной Интернет, благодаря которому можно выходить во всемирную сеть в удобное для него время и где бы он не находился. Именно это способен обеспечить современный мобильный 3G-интернет Peoplenet в Киеве и Харькове, и с каждым днем его покрытие только увеличивается. На сегодняшний день Peoplenet можно подключить практически во всех городах Украины. Основные достоинства Peoplenet - это высококачественное покрытие и быстрая скорость соединения. Для подключения доступны семь тарифов, из которых вы можете выбрать более удобный и выгодный для вас. Выбрать тарифный план 3G-интернет Peoplenet и подключиться вы сможете здесь http://www.svit3g.com.ua/cat_peoplenet_internet_tarify/

Заработать на рекламе очень просто http://u.to/LKNQ

Две группы биологов на этой неделе получили генетически модифицированных бактерий, которые стали способны определять наличие рака у мышей и диабета у людей.



Сангита Бхатия (Sangeeta Bhatia) из Массачусетского технологического института и ее коллеги ранее разрабатывали метод обнаружения рака при помощи наночастиц. При наличие опухоли наночастицы выделяли пептиды, которые потом можно было обнаружить в моче больного. Однако, как признали ученые, пептидный след оказывался слишком слабым, чтобы служить четким показателем заболевания. Тогда они решили прибегнуть к помощи бактерий. Для этого группа из МТИ объединилась с коллективом биоинженеров из Калифорнийского университета в Сан-Диего во главе с Джефом Хасти (Jeff Hasty). Они рассчитывали, на склонность бактерий проникать именно в опухоли, так как быстро растущая ткань опухоли богато снабжается питательными веществами.

Исследователи использовали бактерий Escherichia coli, геном которых был модифицирован таким образом, чтобы при встрече с опухолью печени у бактерий начинал работать ген LacZ, производящий определенный фермент. Затем мышам вводили вещества – предшественники люциферина, вызывающего люминесценцию. В присутствии фермента вещества превращались в люминесцентное соединение, которое потом выводилось из организма мыши с мочой, придавая ей красный цвет. Как отмечают Сангита Бхатия и ее соавторы в статье, опубликованной журналом Science Translational Medicine, если другие методы борются за то, чтобы обнаруживать опухоли печени размером менее одного квадратного сантиметра, генетически модифицированные бактерии позволяют диагностировать опухоль размером в один квадратный миллиметр.

Другое исследование также было опубликовано в Science Translational Medicine. Группа под руководством биохимика Жерома Бонне (Jerome Bonnet) из Университета города Монпелье при помощи сходного приема научилась определять ключевой признак диабета, а именно повышенный уровень глюкозы в моче больного. Ученые изменили геном бактерий так, чтобы они продуцировали большое количество красного флуоресцентного белка, когда содержание глюкозы превышает определенный уровень. В этом случае кишечных палочек даже не нужно вводить в организм больных, их просто добавляют к образцам мочи. Данные метод не точнее, чем обычный способ измерения глюкозы. Но примененная стратеги может быть в дальнейшем использована для обнаружения других веществ в более сложных диагностических задачах.

В ходе международной программы исследования океана в 2012 году ученые обнаружили микроорганизмы, которые способны выживать в условиях, практически непригодных для существования, сообщает BBC.

Исследователи пробурили скважину глубиной 2400 метров ниже уровня дня в Тихом океане у побережья Японии и обнаружили крошечные одноклеточные организмы с очень медленным обменом веществ, которые способны выживать в таких суровых условиях.

Из скважины взяли образцы и доставили их на корабль исследователей. К их удивлению, несмотря на то, что в исследуемом угольном пласте не существует света, кислорода и практически нет воды и питательных веществ, даже в этих условиях существуют микроорганизмы.

Чтобы понять, как им удается выживать в толще дна, ученые поставили серию экспериментов, в ходе которых они "скармливали" крохотным сферическим организмам различные соединения.

Известно, что в природе существуют микробы, непосредственно питающиеся соединениями, содержащимися в угле. Однако ученые решили проверить гипотезу о том, что микробы также могут питаться более мелкими соединениями, такими как метан и другие углеводороды.

Как выяснилось, микробы действительно питаются метиловыми соединениями, кроме того, как показали эксперименты, у этих микроорганизмов исключительно медленный метаболизм - для поддержания жизни им хватает того незначительного количества энергии, которое они могут получить.

Участница программы глубоководного бурения из Калифорнийского технологического института Элизабет Трембат-Райхерт заявила: "Мы продолжаем искать жизнь, и мы продолжаем ее находить, и мы не устаем удивляться тому, на что она способна".

Теперь ученым предстоит выяснить, сколько видов микробов существует в подводном угольном пласте, и он, возможно, уникален. Кроме того, они хотят узнать, каким образом микроорганизмы попали в свою нынешнюю среду обитания.

Обнаружение экосистемы микробов на такой глубине заставляет ученых пересмотреть ту роль, которую эти микроорганизме играют в углеродном цикле. Поскольку они способны выделять метан, они могут оказывать большее влияние на климат Земли, чем считалось ранее.

Кроме того, это открытие укрепляет надежду найти жизнь за пределами нашей планеты - если жизнь может существовать в столь экстремальных условиях, возможно, ее можно найти и в глубинах космоса.

Уникальное японское геологоразведочное судно "Тикю" (по-японски "Земля") водоизмещением 57,5 тысяч тонн и длиной 210 метров, построенное Японским центром по изучению океана, имеет 150-метровую буровую мачту, установленную в центре.



1.


2.


3.

В клетках обнаружен белок, определяющий, будет ли клетка жить или умрет. Открытие может послужить развитию новых способов лечения.

Доктор Джон Лейн и его коллеги из Университета Бристоля впервые показали, что белок Atg4D может существовать в двух формах. В своей первой форме Atg4D поддерживает жизнь клетки и отвечает за аутофагию, используемую клеткой в случаях ухудшения условий существования. Также этот белок участвует в контроле обычных клеточных процессов вроде роста и развития.


В своей второй форме Atg4D присоединяется к митохондрии и убивает клетку, вызывая апоптоз.

Аутофагия и апоптоз довольно тесно связаны и оба процесса играют значительную роль в раковых опухолях и нейродегенеративных заболеваниях.

«Понимание того, как управляется этот белок, может помочь разработать новые подходы к управлению клетками в серьезных случаях заболеваний»

В случае раковой опухоли клетки не утрачиваются, не происходит апоптоз, вместо этого они неконтролируемо растут. В случае же нейродегенеративных заболеваний, наоборот, апоптоз ускоряет прогресс заболевания.

Отчет об исследовании был опубликован в июльском выпуске «Journal of Cell Science».

«Дрожжи для «Лагера» появились не просто один раз в истории Земли. Они являются результатом «мезальянса» двух видов дрожжей, отличающихся друг от друга на генетическом уровне примерно так же, как люди и птицы, и они скрещивались друг с другом как минимум два раза», — заявил Кристофер Тодд (Christopher Todd) из университета штата Висконсин в Мэдисоне (США).

Знаменитое пиво «Лагер» было изобретено в 15 веке в Германии благодаря скрещиванию обычных хлебопекарных дрожжей и их диких родичей из Южной Америки, случайно попавших в Центральную Европу после вояжей Колумба и других мореплавателей в Новый Свет, говорится в статье, опубликованной в журнале Molecular Biology and Evolution.



Тодд и его коллеги выяснили, что знаменитое баварское и чешское пиво являются, по своей сути, одним из первых «подарков» Нового Света жителям Европы, изучая геном недавно открытого вида дрожжей под названием Saccharomyces eubayanus, чьи колонии были найдены в Патагонии, южном регионе Аргентины.

Анализируя структуру ДНК этих грибков, биологи заметили, что они были во многом похожи на те гибридные сорта пивных дрожжей, которые сегодня используются производителями «Лагеров» в качестве закваски для производимых ими напитков. Этот факт заинтересовал ученых, и они сравнили различия в структуре ДНК Saccharomyces eubayanus и нескольких видов пивных дрожжей, пытаясь определить степень родства между ними.

Как оказалось, Saccharomyces eubayanus является, образно выражаясь, одновременно и их «матерью» и их «прабабкой». Судя по числу мутаций и структуре генов в современных пивных дрожжах, их предками выступали несколько штаммов обычных хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae, скрестившихся в 15 веке два раза с одним и тем же подвидом патагонских дрожжей.

Результатом этих скрещиваний стал новый подвид грибка с почти полным наборов генов его прародителей. Он продолжал ферментацию пива даже при относительно низких температурах, при которых первые немецкие пивовары хранили бочки с «Лагером» во время зимы и осени.

На этом эволюция дрожжей не завершилась – как отмечают ученые, в первые столетия после появления первых сортов «Лагера» ДНК дрожжей продолжала меняться, в особенности гены, отвечающие за ферментацию и переработку сахаров. Больше всего изменилась структура гена, отвечающего за переработку алкоголя внутри клеток дрожжей, – его активность заметно упала.

Как полагают Тодд и его коллеги, собранные ими данные по истории рождения и развития пивоваренных дрожжей могут помочь современным производителям пива научиться «дирижировать» эволюцией этих грибков и тем самым улучшить вкусовые качества производимого ими напитка.

«Еще 20 лет назад резистентность возбудителей к новым антибактериальным препаратам вырабатывалась за 5-6 лет, сегодня — за 1-2 года. Резистентность растет по параболе, и возможности разработчиков и фармпромышленности этот темп не выдерживают», — сказал Валерий Черешнев на XV Всероссийском научном форуме «Дни иммунологии в Петербурге»

Устойчивость бактерий к антибиотикам вырабатывается быстрее, чем создаются новые препараты. Эта проблема имеет глобальный характер, считает председатель комитета Госдумы по науке и наукоемким технологиям, завкафедрой микробиологии и иммунологии биологического факультета Пермского университета Валерий Черешнев.



Главная причина обострения проблемы резистентности бактерий к антибиотикам — «безалаберность их применения», отметил специалист. «Если применять антибиотики 2-3 дня вместо необходимых 5-7, то возбудитель до конца не погибает, а приобретает резистентность к антибактериальному препарату», — пояснил он.

Выходом, по мнению Черешнева, должно стать создание принципиально других препаратов-иммуномодуляторов, действие которых направлено не на борьбу с конкретным возбудителем, а на активизацию имунной системы для выработки адекватного ответа на инфекцию.

Он сообщил, что работу в этом направлении в России ведут петербургский Институт экспериментальной медицины, Институт Пастера, Институт клинической иммунологии в Новосибирске и другие научные коллективы. «Это проблема общемировая, решение ищут ученые многих стран, но его пока нет», — отметил Черешнев.

На сегодня уже более 50% микробов устойчивы к антибиотикам широкого спектра действия, и ежегодно только в России от внутрибольничных инфекций /кишечная и синегнойная палочки, стрептококки, стафилококки/ умирают более 360 тыс человек в год. По данным ВОЗ, из-за резистентности в Европе ежегодно умирают 25 тыс человек, несмотря на дополнительные расходы здравоохранения — более 1,5 млрд евро.

25 мая Всемирная ассамблея здравоохранения одобрила глобальный план борьбы с растущей устойчивостью бактерий к антимикробным препаратам. Страны-члены Всемирной организации здравоохранения /ВОЗ/ должны в течение двух лет принять собственные программы.

На этой неделе были названы имена лауреатов премии Шао 2015 года. Учрежденная гонконгским предпринимателем и филантропом Шао Ифу (1907 – 2014) премия присуждается с 2004 года за достижения в области астрономии, наук о жизни и математики. Семеро лауреатов премии Шао впоследствии получили Нобелевскую премию. Определяющий лауреатов фонд (The Shaw Prize Foundation) формирует три комитета для выбора кандидатов в каждой из областей. Затем окончательное решение о присуждении каждой премии принимается Советом фонда. Имена награжденных становятся известны в начале лета, а торжественная церемония происходит в конце сентября в Гонконге.



В этом году премию в области наук о жизни получили американские молекулярные биологи Бонни Басслер и Эверетт Питер Гринберг «за открытие «чувства кворума» – способности бактерий общаться и координировать поведение друг с другом, что предлагает новые пути борьбы с бактериальными патогенами и модуляции микробиома для медицинских целей».

Долгое время ученые не предполагали, что такие существа, как бактерии, способны как-то общаться между собой и координировать общие действия. Чувство кворума (quorum sensing) позволяет им добиваться этого. Механизм этого явления заключается в том, что при помощи выделяемых во внешнюю среду веществ бактерии могут определять, насколько много их сородичей находится неподалеку. Когда бактерий оказывается достаточно много, концентрация сигнального вещества возрастает, и в результате все бактерии одновременно определенным образом изменяют свое поведение. На молекулярном уровне это обеспечивается тем, что при достижении пороговой концентрации сигнального вещества у бактерий значительно возрастает активность определенного гена. Этот, казалось бы, простой принцип позволяет бактериям реагировать на изменения внешних условий не как отдельным существам, а подобно клеткам единого организма. Чувство кворума позволяет бактериям пережить нехватку питательных веществ, противостоять бактериям-конкурентам и опасным токсинам. Патогенные бактерии координируют свои усилия при заражении организма-хозяина, чтобы противостоять его иммунной системе.

Иногда в более широком смысле термин «чувство кворума» применяют к описанию поведения других организмов: насекомых или даже позвоночных. Или даже пытаются создать обладающих такой способностью роботов. Схема остается такой же: при достижении определенной плотности коллектива, поведение его членов скоординировано меняется.

Широко известно, например, что из личинок саранчи могут развиться оседлая или перелетная форма этого насекомого в зависимости от того, много или мало таких личинок находится в данном месте. Также чувство кворума, обеспеченное визуальной коммуникацией, играет роль в жизни колоний общественных насекомых. Каждый пчеловод знает, что, когда население улья становится слишком большим, следует ожидать роение. В улье появится новая матка, а часть пчел вместе со старой маткой его покинет, чтобы поселиться на новом месте. Рой вылетевших из улья пчел усаживается где-нибудь на дереве или на выступе здания, а пчелы-разведчики начинают искать хорошее место для нового дома. На пасеке, как правило, в этот момент подбегает пчеловод, сметает весь рой в специальный мешок и относит его в заранее заготовленный пустой улей. Если же пчелы должны сами принять решение, это происходит так. Пчелы, нашедшие подходящую для поселения полость (пещерку в горах, нишу в здании, пространство под досками крыши), возвращаются туда, где расположился рой, и начинают при помощи пчелиного танца, приспособленного для указания направления, агитировать других пчел лететь именно туда. Часть пчел «поддается агитации» и посещает выбранное место. Вернувшись, все они снова выполняют танец, пока наконец их число не достигнет пороговой величины и весь рой не снимется с места и не отправится на новое жительство. Эксперименты показали, что таким способом пчелиный рой оказывается способным выбрать лучшее новое гнездо из четырех – пяти предложенных. Сходным образом определяют место для нового муравейника в случае разрушения старого муравьи вида Temnothorax albipennis.

В одном исследовании 2006 года было обнаружено чувство кворума у атлантической сельди, которое помогает рыбам каждый вечер в течение периода размножения собираться в крупные косяки и отправляться на нерест на мелководье. Поведение рыб меняется при достижении определенной плотности – 0,2 сельди на квадратный метр. Когда это происходит, сельди начинают ускоренно плыть друг к другу, образуя многомиллионную стаю. После метания икры, сельди возвращаются на глубину и вновь до следующего вечера плавают поодиночке.

Но мы вернемся к чувству кворума у бактерий. Именно у этих существ оно было впервые обнаружено и у них оно наиболее изучено. Коммуникация у бактерий, напомним, химическая, изменения в поведении достигаются при реакции на концентрацию определенного вещества. Одно из первых исследований чувства кворума было сделано на бактериях Aliivibrio fischeri. Это способные к люминесценции морские бактерии, который могут жить свободно в воде, а могут обитать в организме кальмара (Euprymna scolopes). Живущие отдельно бактерии не светятся, если же они обитают в определенных органах кальмара – фотофорах, они начинают светиться. «Фонарик» кальмара находится в его мантийной полости, там созданы особо благоприятные условия для жизни бактерий. Так как бактерий там скапливается много в маленьком объеме, возрастает концентрация выделяемого ими вещества (ацил-гомосерин-лактона, AHL). Рецепторы бактерий реагируют на возросшую концентрацию AHL, активизируется ген, который кодирует фермент люциферазу, и бактерии начинают светиться.

Некоторое время считали, что чувство кворума на основе AHL свойственно только морским люминесцирующим бактериями. Однако в 1990-е годы выяснилось, что оно распространено куда шире. Например, открыли, что это же вещество заставляет поражающую растения бактерию Pectobacterium carotovorum синтезировать антибиотик, который помогает ей подавлять конкурирующих бактерий. Также при достижении достаточной плотности эти бактерии начинают выделять ферменты (пектиназы и целлюлазы), которые нужны для разрушения клеточных стенок растений. Бактерия, известная под названием синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa) также использует AHL. Когда синегнойных палочек становится достаточно много, они начинают выделять эластазу, которая делает проницаемым эпителий человека, нарушая соединения между клетками, а также разрушает вещества, ответственные за иммунный ответ. В результате у пациента развивает трудно излечиваемая инфекция. В этих случаях бактерии палочки напоминают злодеев, которые договариваются напасть на жертву, только когда их соберется достаточно много.

Конечно, у бактерий есть и другие вещества, обеспечивающие чувство кворума. Например, автоиндуктор-2 (autoinducer-2, AI-2). Его используют около 30 видов бактерий, в том числе, например, кишечная палочка. У некоторых бактерий роль сигнальных веществ исполняют биогенные амины, вещества, которые у многоклеточных животных выступают как гормоны и нейромедиаторы. Вполне возможно, что при возникновении многоклеточных организмов взаимодействие между отдельными клетками начали обеспечивать те же механизмы, что отвечали за чувство кворума у их одноклеточных предков.

Понимание механизмов, ответственных за чувство кворума у патогенных бактерий, позволяет людям изобрести новые методы борьбы с болезнями, например, найдя способ разрушить сигнальное вещество и предотвратить активизацию бактерий. Впрочем, в природе эти методы были изобретены гораздо раньше. Обнаружилось, например, что австралийская водоросль Delisea pulchra борется с поселяющимися на ее поверхности колониями бактерий Serratia liquefaciens, выделяя вещество, которое препятствует чувству кворума.

Микробиолог Мэтт Хатчинс (Matt Hutchings) из Университета Восточной Англии содержит в своей лаборатории пять колонии муравьев-листорезов, которые, как полагает ученый, помогут ему найти новые эффективные антибиотики.



Жители тропических регионов Нового Света давно знали муравьев-листорезов, которые, отгрызая небольшие кусочки листьев дерева, уносят их в свои подземные гнезда. Посетивший в XIX веке Никарагуа английский натуралист Томас Бельт открыл, что эти муравьи не питаются листьями, как считалось ранее, а делают из них настоящие подземные плантации, где выращивают грибы. Плодовые тела грибов из рода Leucocoprinus, растущие на пережеванных муравьями листьях, и служат пищей этих насекомых. Исследователи неоднократно отмечали, что на таких грибных плантациях встречается очень мало патогенных микроорганизмов и плесени, вызывающих болезни у грибов Leucocoprinus. Постепенно они поняли, что в симбиозе участвуют не только муравьи и грибы, но и бактерии, которые выделяют вещества, поражающие другие микроорганизмы.

Чтобы исследовать этих бактерий, Мэтт Хатчинс привез из Панамы несколько колоний муравьев листорезов. Ожидания исследователя оправдываются: некоторые муравьи, работающие в камерах, где растут грибы, настолько плотно покрыты бактериями из рода Pseudonocardia, что кажутся обсыпанными мукой. «Муравьи эффективно выбирают новые штаммы бактерий, которые не встречались нам раньше, и эти бактерии продуцируют неизвестные ранее антибиотики», — рассказывает ученый. На данный момент Хатчинс и его коллеги собрали более 500 различных штаммов бактерий, которые могут быть источниками новых антибиотиков. Наиболее перспективные штаммы направляются на секвенирование ДНК.

Нитратное дыхание - это дыхание с использованием связанного кислорода (кислорода нитрата). Многие бак­терии в актах дыхания восстанавливают нитрат с выде­лением молекулярного азота (N2 или закиси азота N2O). Этот процесс диссимиляционного восстановления нитра­та получил название денитрификации. При этом органи­ческие субстраты окисляются до СO2 и Н2O. Суммарно процесс можно выразить следующим уравнением:

С6Н12O6 + 4 NO3 = 6CO2 + 6H2O+2N2

Микроорганизмы, осуществляющие процесс денитри­фикации, широко распространены в природе. Большин­ство относятся к родам Pseudomonas и Micrococcus {Ps. denitrijicans; Ps. fluorescens; Ps. stutzeri; Micrococcus denitrificans). Процесс протекает в основном в анаэроб­ных условиях, когда нет доступа кислорода.

Для наблюдения за процессом денитрификации и по­лучения накопительной культуры денитрифицирующих бактерий обычно пользуются средой Гильтая или средой более простого состава (в г):

сегнетова соль (натриевокалиевая соль винной кислоты) или лимонно­кислый натрий - 20 г, KNO3 - 2,0; K2HPO4 - 0,5; MgSO4 - 0,2; FeSO4 - следы; дистиллированная вода - 1000 мл.

Техника постановки опыта следующая: в склянку или колбу Эрленмейера наливают немного питательной сре­ды и к ней добавляют одну треть чайной ложки почвы. Среду тщательно перемешивают с почвой для удаления пузырьков воздуха, затем наполняют склянку или колбу питательной средой до края и за­крывают каучуковой пробкой, в которую вставлена открытая с двух сторон стеклянная трубка, расширенная в средней части. Пробка вытесняет часть жидко­сти в стеклянную трубку. Под пробкой не должны оста­ваться пузырьки воздуха. В труб­ку над средой наливают вазели­новое масло небольшим слоем, и таким образом в сосуде с жидкой средой создаются анаэробные условия. Отсутствие углеводов в среде исключает процесс броже­ния. В этих условиях будут раз­виваться лишь микроорганизмы, способные использовать кислород связанных соединений (в первую очередь нитрата).

При постановке опыта нали­чие в среде нитрата устанавлива­ется реакцией (капельной) с ди­фениламином, растворенным в крепкой серной кислоте. В лунку фарфоровой пластинки вносят каплю реактива - дифенилами­на в крепкой серной кислоте. К ней добавляют каплю субстрата; при наличии нитрата капля окрашивается в темно-синий цвет. Прибор со средой и почвой помещают в термостат лри температуре 28 - 30°С. После 5 - 6 дней инкубации «культуру подвергают анализу: отмечают по­явление пузырьков газа под пробкой и цвет среды. Для знакомства с возбудителями денитрификации из середи­ны субстрата чистой пипеткой берут каплю и готовят фиксированный и окрашенный препарат, затем рассмат­ривают его под микроскопом с иммерсионной системой. В препарате преобладают неспоровые палочки Pseudomonas denitrificans. Нередко наблюдается позеленение среды (особенно при использовании углерода лимонной кислоты), что указывает на развитие Pseudomonas fluorescens. На среде с сетнетовой солью чаще развивается Pseudomonas stutzeri.

Для определения продуктов жизнедеятельности де­нитрифицирующих бактерий из культуральной жидкости делают пробы: на нитрат (NО3) с дифениламином в крепкой серной кислоте; на нитрит (NO2) с цинк-йод-крахмалом в кислой среде или с реактивом Грисса и на аммиак с реактивом Несслера. Обычно после шести дней инкубации реакции на нитрат и нитрит бывают от­рицательными. С реактивом Несслера субстрат показы­вает положительную реакцию (капля окрашивается в желтовато-оранжевый цвет). Основная масса азота нит­рата восстанавливается до молекулярного азота, о чем свидетельствует обильное образование газов (СО2 и N2). Образование аммиака показывает, что эти же бактерии вызывают аммонификацию нитрата, ассимилируя ам­миак как источник азота.




1.


2.


3.


4.