Том 93, № 4 (2024)

Для изучения механизмов защиты мембран и макромолекул клетки от холода исследовали состав осмолитов, мембранных липидов и их жирных кислот в погруженной культуре Mucor flavus в динамике роста при 20 и 4°С. Этот микромицет является психротолерантом, так как имеет широкий температурный диапазон роста (от 2 до 25°С) с оптимумом при 20°С. Mucor flavus отличается высокой скоростью роста (15 мм/сут при 20°С, 4 мм/сут при 0°С). При обеих температурах в составе мембранных липидов доминировали фосфатидные кислоты и фосфатидилэтаноламины, тогда как фосфатидилхолины являлись минорными компонентами. Основное различие в составе мембранных липидов ‒ втрое более низкое относительное содержание стеринов при 4°С. В процессе роста в оптимальных условиях снижалась доля фосфатидных кислот на фоне небольшого повышения долей стеринов, фосфатидилэтаноламинов и фосфатидилхолинов, тогда как при 4°С незначительно снижалась доля фосфатидных кислот, и повышалась доля фосфатидилхолинов. Состав жирных кислот фосфолипидов, где доминировали линолевая, олеиновая, линоленовая и пальмитиновая кислоты, в процессе роста при 20°С практически не изменялся. При 4°С снижалась доля пальмитиновой, и повышалась доля олеиновой кислоты, а также снижалась вдвое доля γ-линоленовой кислоты на фоне повышения доли α-линолевой. Однако эти изменения не приводили к существенному изменению степени ненасыщенности фосфолипидов, которая варьировала в диапазоне 1.5–1.6. В составе осмолитов цитозоля преобладали трегалоза и глюкоза, глицерин присутствовал в минорном количестве только при 4°С. В процессе роста, независимо от температуры, количество осмолитов достигало 3% от сухой массы, и доля трегалозы составляла 70%. При обеих температурах наблюдалось постоянство состава осмолитов, слабые изменения в составе мембранных липидов и их степени ненасыщенности, что, вероятно, способствует высокой скорости роста гриба в широком диапазоне температур.

В клетках бактерий R. pyridinivorans 5Ар в результате секвенирования полной последовательности генома выявлена плазмида pSID (CP063453.1) размером 250428 п.н. За репликацию данной плазмиды, по всей вероятности, отвечает ген dnaB. Гены, которые могут быть вовлечены в репликацию (dnaB, ssb) и разделение плазмид после репликации (parA), проявляют наибольшую степень сходства с детерминантами, расположенными на крупных (224‒343 т.п.н.) плазмидах родококков: unnamed1 R. pyridinivorans YF3, unnamed1 R. rhodochrous LH-B3, pRJH1 R. pyridinivorans YC-JH2, pRDE01 Rhodococcus sp. RDE2 и pRho-VOC14-C342 R. opacus VOC-14. На плазмиде pSID выявлено два локуса, ответственных за синтез вторичных метаболитов, один из которых определяет синтез поликетидного соединения (сходные последовательности выявлены на плазмидах родококков), а второй – предположительно, синтез сидерофора: гены биосинтеза (sid1–5) данного соединения проявляют наибольшую степень сходства (не более 75%) с последовательностями бактерий Streptomyces vilmorinianum YP1 (CP040244.1), S. ficellus NRRL 8067 (CP034279.1), Streptomyces sp. NBC00162 (CP102509.1) и некоторых других стрептомицетов, но не обладают сходством с какими-либо известными генами биосинтеза сидерофоров у родококков. Локус плазмиды pSID, отвечающий за синтез сидерофора, имеет уникальную организацию, т.к. ген sid5 (iucC) транскрибируется во встречном направлении, тогда как у других бактерий он входит в состав оперона и располагается в начале или в конце. Установлено, что при инактивации гена sid1 снижается антагонистическая активность бактерий R. pyridinivorans 5Ар против фитопатогенных бактерий P. carotovorum 2.18, снижается устойчивость к ионам железа, кадмия и арсенатам, а также появляются фитотоксические свойства в отношении редиса красного, тогда как бактерии дикого типа обладают стимулирующей рост растений активностью.

Штамм Rhodococcus rhodochrous М8 является платформенным для разработки биотехнологий биокаталитического получения акриловых мономеров, сырья для получения акриловых гетерополимеров. Сконструирована генетическая система для изучения кобальт-зависимой транскрипции генов нитрилгидратазы в этом штамме, на основе репортерного гена металл-независимой ациламидазы из Rhodococcus qingshengii TA37. Показано, что кобальт-регулируемый промотор расположен на значительном удалении (около 0.5 т.п.н.) от генов нитрилгидратазы. Удаление участка между промотором и генами нитрилгидратазы существенно снижает как активность промотора, так и степень регулируемости кобальтом. Полученные результаты улучшают возможности рационального конструирования регулируемых экспрессионных кассет с использованием промотора генов нитрилгидратазы в Rhodococcus и дальнейшей разработки биокатализаторов на основе этих бактерий.

Определена и проанализирована полная последовательность генома нового штамма галоархеи Halorubrum distributum ICIS4, выделенного из длительно поддерживаемой в лабораторных условиях каротиногенной культуры микроводоросли Dunaliella salina. Геном размером 3.32 МБ включает 3236 белок-кодирующих генов. Из 2817 групп гомологичных генов 11 ‒ уникальны для этого штамма. В геноме выявлены гены утилизации глицерина, крахмала, синтеза витаминов, пигментов и сидерофоров, которые могут участвовать в формировании и поддержания ассоциации с микроводорослями. В геноме обнаружен регион, схожий с вирусом HRPV9, и другой кольцевой контиг, имеющий сходство с фагом галоархеи Haloquadratum walsbyi.

Деструкция имидаклоприда микрофлорой донных отложений была кратно выше контроля во всех вариантах, где имелся углеродный войлок, возрастая до 84.0 ± 1.7% при полярном подключении внешнего источника напряжения 1.2 В. При внесении Shewanella oneidensis MR-1 наблюдалась почти полная деградация поллютанта, в случае контроля без электродов равная 29.7 ± 6.0%. Относительная представленность генов трансмембранного белка дыхательной цепи MtrB, связанного с экзоэлектрогенезом, зависела от внешней цепи и имела максимальное значение при полярном подключении источника напряжения, коррелируя с деградацией пестицида автохтонной микрофлорой, аналогично генам DyP. Внесение S. oneidensis MR-1 вызвало почти десятикратный рост относительной представленности DyP. При этом для всех опытных вариантов отмечены кратно более высокие, по сравнению с контролем без углеродного войлока, значения показателя DyP, как и в случае прироста деструкции имидаклоприда в данных экспериментальных условиях.

Калининградская область имеет богатое историческое наследие, в том числе несколько источников воды с высоким содержанием железа. Известные с конца XIX века, они богаты двухвалентным железом, которое окисляется бактериальными сообществами. В их состав входит множество различных таксономических групп бактерий. В данной работе впервые было проведено профилирование микробных сообществ железосодержащих источников Калининградской области; в ходе исследования были взяты 6 проб из четырех географических точек. По результатам профилирования были выявлены таксономические группы, относящиеся к филумам Acidobacteriota, Desulfobacteriota, Cyanobacteriota, Proteobacteria, Nitrospirota, а среди преобладающих групп выделяется гаммапротеобактерия рода Gallionella.

Исследована противогрибковая активность новых субмикронных частиц сложного оксида металлов CsTeMoO₆. Показано, что они способны оказывать ингибирующее действие на споры микромицетов ‒ активных деструкторов промышленных материалов в условиях воздействия света и темноты. При действии света фунгицидность исследуемых соединений усиливалась, что связано с наличием у них фотокаталитической активности. Впервые были получены композиции ряда полимерных материалов, обладающие устойчивостью к действию микроскопических грибов за счет введения в их состав сложных оксидов металлов CsTeMoO₆ и RbTe_1.5W_0.5O₆. Установлено, что ранее неустойчивые к действию микромицетов материалы проявили свойства стойкости к грибным поражениям в условиях воздействия света и темноты. При воздействии света противогрибковый эффект был выражен в большей степени.