Крупномасштабное производство микроорганизмов. Скрининг.

АННОТАЦИЯ

Получены микроорганизмы, синтезирующие лимонную кислоту: Aspergillus niger шт.2 — 64 мг/мл и Aspergillus terreus шт.1 — 33 мг/мл. Составлена дешевая питательная среда на основе компонентов растительных отходов для культивирования силикатразрушающих микроорганизмов. Показана возможность использования данных микроорганизмов для обработки каолинов с целью повышения их качества.

ABSTRACT

Microorganisms synthesizing citric acid were obtained: Aspergillus niger 2 — 64 mg/ml and Aspergillus terreus 1 — 33 mg/ml. The cheap nutrient medium for cultivation of silicate destructing microorganisms was composed on basis of components of plants wastes. The possibility of use of these microorganisms for kaolins’ treatment to improve their quality was revealed.

Ключевые слова: микроорганизмы, лимонная кислота, биосинтез, каолин.

Keywords: microorganisms, citric acid, biosynthesis, kaolin.

Узбекистан располагает богатейшими залежами первичных и вторичных каолинов и занимает третье место среди стран СНГ после Украины и России [1].

Разведанные запасы каолина в республике сосредоточены на крупнейшем Ангренском комплексном месторождении, которое является единственным столь крупным месторождением в Центральной Азии [2,3].

В то же время, есть ряд причин сдерживающих комплексное использование глинистого сырья республики, к ним относится недостаточность фундаментальных исследований по улучшению его качества.

Повысить характеристики глин и керамических масс позволяют как традиционные (механическое измельчение каолиновой породы и сепаратное разделение в вихревых гидромельницах (гидроциклонах) дезинтеграцию, электромагнитную сепарацию и др.

,) так и новые методы воздействия, к которым можно отнести биотехнологические методы обработки каолинов [4]. Суть этих методов состоит в обработке каолинов культуральной жидкостью бактерий [5]. Такой нетрадиционный подход к решению вопросов обогащения каолинов представляет определенный интерес. Кроме всего прочего, он является приемлемым как в плане экологии, так и экономичности и успешно сочетает как обезжелезнение каолинов, так улучшение его белизны.

Работы по обезжелезнению каолинов имеют место в мировой практике [6] однако, применительно к местным каолинам до сих пор не разработана технология и проблема остается открытой.

В связи с вышесказанным, целью данной поиск микроорганизмов, активных продуцентов органических кислот с целью их использования для обезжелезнения и улучшения качества каолинов Ангренского месторождения.

Известно, что белизна каолинов зависит от многих показателей и, в том числе, от соотношения окислов железа и титана [7]. Так, при содержании в фарфоре 0,5% Fe2O3, она не влияет на цвет черепка при отсутствии TiO2, который будучи бесцветным, влияет на окраску изделий только в присутствии оксида железа.

Даже 1% TiO2 в сочетании с 0,4 % Fe2O3 окрашивает фарфоровый черепок также интенсивно, как 0,7% Fe2O3 без TiO2 [8].

Таким образом, проблема обезжелезнения каолинов тесно связана с содержанием в продукте окислов железа и титана, что учитывалось нами в проведении лабораторных опытов по отработке некоторых параметров выщелачивания.

Известно, что после обработки тионовыми железоокисляющими бактериями происходит образование на поверхности многих минералов довольно прочных пленок гидроокислов железа [9]. Оттирка от них возможна как за счет абразивного действия, так и в присутствие различных органических кислот или соляной кислоты, причем применение последней очень эффективно.

Однако применение соляной кислоты требует значительных расходов (кислотоустойчивое оборудование и природоохранные мероприятия).

В связи с этим применение  силикатных микроорганизмов, способных синтезировать органические кислоты, способствует эффективному растворению вторичных образований железа в виде выпавших гидроокислов железа после обработки ассоциацией железоокисляющих микроорганизмов [10].

В процессах деструкции силикатных и алюмосиликатных минералов участвуют представители различных физиологических групп микроорганизмов. Это и автотрофные микроорганизмы родов Acidithiobacillus и Thiobacillus.

Среди гетеротрофных микроорганизмов активными в деструкции силикатных минералов являются представители микроскопических грибов, относящиеся к родам Aspergillus, Fuzarium, Mucor, Penicillium, Trichoderma.

Как известно многие из этих микроорганизмов являются активными продуцентами минеральных и органических кислот, полисахаридов, а также активных комплексообразователей, что, очевидно, можно связать с активизацией процессов деструкции силикатных минералов в присутствии микроорганизмов и предположить косвенность механизма микробиологической деструкции минералов [4, 11].

Вместе с тем, из проведенных до настоящего времени исследований не ясно, как влияют условия культивирования на количество и состав этих метаболитов, имеющиеся данные разрознены и порой противоречивы. Задача наших исследований заключалась в установлении влияния условий культивирования на свойства культуральной жидкости, свидетельствующей о накоплении метаболитов.

Исходя из вышеизложенного, в коллекции лаборатории были отобраны различные штаммы микроорганизмов, обладающие способностью к синтезу органических кислот. Данные микроорганизмы исследовались нами на способность синтезировать органические кислоты как на питательной среде, так и на среде с добавлением каолина (табл.1).

Исследуемые нами микроорганизмы обладали различной степенью активности в отношении синтеза лимонной кислоты. Наиболее активными оказались штаммы Aspergillus niger шт. 1 и шт.2, а также и Aspergillus terreus шт. 1 и шт. 2, которые были отобраны для следующих экспериментов.

Таблица 1.

Способность микроорганизмов к образованию органических кислот

Наименование микроорганизмов Количество лимонной кислоты, мг/мл 
На питательной среде На среде с каолином 
1. Aspergillus  niger шт. 1 42,24 ± 0,04 30,0 ± 0,05
2. Aspergillus  niger шт. 2 52,48 ± 0,02 50,4 ± 0,04
3. Aspergillus  niger шт. 3 29,31 ± 0,03 21,12 ± 0,03
4. Aspergillus  niger шт.4 12,9 ± 0,02 13,6 ± 0,02
5. Aspergillus terreusшт. 1 35,1 ± 0,04 28,5 ± 0,03
6. Aspergillus terreusшт. 2 19,3 ± 0,02 18,9 ± 0,04
7. Bacillus subtilisшт. к-9 8,9 ± 0,02 9,9 ± 0,05
8. Bacillus subtilisшт. кс-1 11,4 ± 0,01 11,8 ± 0,02
9. Bacillus mucilaginosus  шт. l-1 7,8 ± 0,01 7,7 ± 0,01
10. Bacillus mucilaginosusшт. l-2 7,7 ± 0,02 9,9 ± 0,03
11. Bacillus mucilaginosus шт. l-3 7,7 ± 0,04 9,9 ± 0,05 
12. Bacillus subtilis var.mycoides 8,1 ± 0,02 9,5 ± 0,01
13. Bacillus megaterium 7,8 ± 0,04 7,7 ± 0,04
14. Bacillus sp. 7,7 ± 0,05 7,7 ± 0,03
15. Penicillium orizae 19,7 ± 0,03 20,1 ± 0,01
16. Thrichodеrma harzianumшт. 24 12,0 ± 0,01 13,7 ± 0,04
17. Trichoderma harzianumшт. 4 12,4 ± 0,04 11,3 ± 0,03

Проведенные исследования по накоплению органических кислот в динамике установили, что максимальное его количество на элективной среде Чапека-Докса проявляется на 3-4 сутки культивирования и составляет 64 мг/мл для Aspergillus niger шт. 2 и 33 мг/мл для Aspergillus terreus шт. 1 (рис. 1).

  • Крупномасштабное производство микроорганизмов. Скрининг.  Крупномасштабное производство микроорганизмов. Скрининг.
  • 1                                                                          2
  • Рисунок 1.Динамика накопления лимонной кислоты культурами Aspergillusniger (1) и Aspergillusterreus (2)

Одна из особенностей микроорганизмов — их необычайная зависимость от условий окружающей среды.

Известно, что соотношение и количество компонентов питательной среды могут оказать большое влияние на рост бактерий и их способность к синтезу различных метаболитов, в частности органических кислот [6, 12].

Нами был предпринят поиск дешевых компонентов питательной среды для культивирования гетеротрофных микроорганизмов – различных растительных отходов и предлагается оригинальный подход для культивирования силикатразрушающих микроорганизмов с использованием растительных отходов.

В качестве растительных отходов нами были взяты отработанная биомасса высших водных растений и растительная масса кукурузы. Были приготовлены питательные среды на основе минеральной среды Мандельса с содержанием растительных отходов 2, 3 и 4%, на которых  культивировались отобранные нами микромицеты Aspergillus niger шт.2 и Aspergillus terreus шт.1.

Полученные результаты свидетельствуют, что максимальная активность проявляется при 3% растительной биомассы кукурузы и 3-4% отработанной биомассы высших водных растений (табл. 2,3).

Таблица 2.

Влияние содержания ВВР на накопление лимонной кислоты

Наименование микромицетов Количество лимонной кислоты, мг/мл 
1%ВВР 1%ВВР 1%ВВР 1%ВВР
Aspergillus niger шт.2 19,2±0,04  20,4±0,02  35,0±0,05  27,0±0,01 
Aspergillus terreus шт.1  14,0±0,03 22,0 ± 0,05  31,0±0,02  31,0±0,01 

Таблица 3.

Влияние содержания растительная биомасса кукурузы на накопление лимонной кислоты

Наименование микромицетов Количество лимонной кислоты, мг/мл 
1%  растительная биомасса кукурузы 1%  растительная биомасса кукурузы 1%  растительная биомасса кукурузы 1%  растительная биомасса кукурузы
Aspergillus niger шт.2 17,0 ± 0,03  19,0 ± 0,05  27,0 ± 0,02  22,0 ± 0,025 
Aspergillus terreus шт.1  12,0 ± 0,04 15,0 ± 0,02  19,0 ± 0,01  20,0 ± 0,04 

Таким образом, проведенный скрининг микроорганизмов по способности синтезировать органические кислоты позволил отобрать микроорганизмы, обладающие высокой активностью синтеза лимонной кислоты — микроскопические грибы Aspergillus niger шт.

2 и Aspergillus terreus шт.1. Данные микроорганизмы обладают высоким потенциалом для использования их в обработке каолинов с целью повышения их качества.

Использование питательной среды на основе растительных отходов для культивирования данных микроорганизмов позволяет существенно удешевить процесс.

Список литературы:1. Горбачев Б.Ф. Среднеазиатская каолиновая территория. // В кн. «Месторождения каолинов в СССР». – Москва. – Недра .- 1974 . – 248с.2. Ситнова М. Обзор рынка каолина в СНГ // Ситнова М. – Доклад на семинаре № 24 симпозиума «Неделя горняка-2006» — «Инфомайн». — Москва. – 2007. 3. Гончаренко А.И. Каолиновые глины. // В кн.

«Минерально-сырьевые ресурсы Узбекистана»; под ред. В. И. Попова, Х. Т. Туляганова. – Ташкент. – Фан. — 1977. ― Ч. 2. ― 271с.4. Platova R.G., Platov Yu.T. Application of biotechnology for the ceramic industry. // «Глины и глинистые минералы». – Пущино. – 2006. — 106 с.5. Лелеко А.И., Ахунов А.И., Куканова С.И. Биотехнология обогащения каолинов: проблемы и перспективы.

// «Горный вестник Узбекистана». – 1998. — №1. — с.60-64.6. Styriakova I., Styriak I., Nandakumar M.P., Mattiasson В. Bacterial destruction of mica during bioleaching of kaolin and quartz sand by Bacillus cereus // World J. Microbiol. and Biotechnol. – 2003. — V.19. — № 6. — P.583–590.7. Платов Ю.Т., Платова Р.А. Способ отбеливания каолина. // (20.04.2016) Российская федерация.

— Федеральная служба по интеллектуальной собственности (19) — RU(11) — 2582164(13)C1.8. Каравайко Г.И. Микробная деструкция силикатных минералов. // Труды Института микробиологии им. С.Н.Вернадского. — Вып.12. — Юбилейный сборник к 70-летию института. — М. — 2004.-с.172-196.9. Наймарк Е.Б., Ерощев-Шак В.А., Чижикова Н. П., Компанцева Е.И.

Взаимодействие глинистых минералов с микроорганизмами: обзор экспериментальных данных. // Журнал общей биологии. — Том 70. — № 2. – 2009. — с. 155-167.10. Maurice P.A., Vierkorn M.A., Hersman L.E., Fulghum J.E., Ferryman A. Enhancement of kaolinite dissolution by an aerobic Pseudomonas mendocina bacterium // Geomicrobiol. J. — 2001. — V.18. — № 1. – Р.21–35.11. Mera M.U., Beveridge T.J.

, Mechanism of silicate binding to the bacterial cell wall in Bacillus subtilis. // J. Bacteriol. — 1993. — V. 175. — № 7. — P. 1936–1945.

12. Tyriakov I., Tyriak I., Nandakumar M.P., Mattiasson B. Bacterial destruction of mica during bioleaching of kaolin and quartz sandsby Bacillus cereus. // World Journal of Microbiology and Biotechnology. – 2003. –V.19. -№ 6, Р. 583-590.

ХРОМАТО-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ МИКРОБИОМА по Осипову Г.А

  • Стоимость анализа: 3 800 руб.
  • Расшифровка on-line: 2000 руб.(если Вы сдавали анализ в другой клинике — 2500 руб.)

ГАЗОВАЯ ХРОМАТО-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ МИКРОБИОМА (Г ХМС М) – это метод детектирования микрофлоры по видоспецифическим высшим жирным кислотам клеточной стенки микроорганизмов.

Микробиоценоз человека

Количество бактерий, населяющих организм человека, имеет массу 2,5-3 кг, и во много раз превышает число собственных клеток хозяина. Заселение бактериями различных областей тела начинается в процессе рождения человека и продолжается всю жизнь.

В микробиоценозе различают:

  • Резидентную (постоянную) флору, которая представлена относительно стабильным составом микроорганизмов.
  • Транзиторную (временную) флору, которая присутствует в течение нескольких часов, дней или недель. Транзиторная микрофлора зависит не только от поступления из окружающей среды, но и от состояния иммунитета хозяина и составом резидентной микрофлоры.

На сегодняшний день существует множество методов диагностики микроорганизмов, но не один из них не позволяет определить микробиоценоз в совокупности, кроме метода Г ХМС М.

Данное исследование позволяет определить более 50 видов бактерий, 3 вида грибка и 3 вида вирусов из группы герпесов, а также выделить доминантные виды микроорганизмов в количественном эквиваленте до и после лечения, тем самым отследить эффективность проводимой терапии. Для ХМС нет ограничений по локализации забора биоматериала для определения микрофлоры, это дает возможность применять данную диагностику во всех сферах медицины.

Крупномасштабное производство микроорганизмов. Скрининг.

Общая информация о методе

Разработка метода принадлежит группе Российских ученых под руководством доктора биологических наук, профессора микробиологии Осипова Георгия Андреевича. В 1991 году метод внедрен для научных исследований в медицине, экологии и биотехнологии.

Метод подтвержден и обоснован в 14 кандидатских, докторских диссертациях и десятках публикаций в научной периодике, в том числе в иностранных реферируемых журналах.

В данных исследованиях получена информация о действующих в воспалительных процессах и при дисбиозах бактериях, особенно из числа анаэробов, некультивируемых в клинических лабораториях аэробов, а также актинобактерий, дрожжей, микроскопических грибов и вирусов.

Сегодня метод Г ХМС М прекрасно зарекомендовал себя в практическом здравоохранении. Им успешно пользуются гинекологи, репродуктологи, урологи, гастроэнтерологи, педиатры, хирурги, как альтернативным, так и при совместном применении с традиционными методами обследования.

Преимущества метода Газовой хромато-масс-спектрометрии микробиома:

  • Газовая хроматография масс-спектрометрия микробиома является высокочувствительным и достоверным методом обследования;
  • Одномоментно в пробе оцениваются более 50 доминантных родов и видов микроорганизмов — потенциальных участников воспалительных процессов.
  • В отличие от традиционно применяемых методов диагностики — культуральных, иммуно-серологических, молекулярно-биологических, Г ХМС М указывает целый спектр микробов, которые традиционно не учитываются, в результате чего пациент остается недообследованным со всеми вытекающими последствиями.
  • Уникальной особенностью исследований методом Г ХМС М является способность выявлять возбудителей заболеваний, находящихся в «спящем» состоянии, когда микроколонии окутаны защитной полисахаридной капсулой (биопленками).
  • Методика универсальна. Применяется для исследования микробиоценозов любых органов и локализаций.

Основные характеристики метода

  • Выделение микроорганизмов и их количества непосредственно в клиническом материале;
  • Одновременное определение 57 микроорганизмов в одной пробе;
  • Универсальность в отношении разных групп микроорганизмов: бактерии, грибы, вирусы;    
  • Чувствительность 10*3-10*4 клеток в пробе;
  • Селективность – до вида;
  • Использование любого биоматериала.

Метод прошел многолетнюю апробацию и эффективно используется во многих медицинских учреждениях:

МНИИ эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского, Москва

Институт медико-биологических проблем РАН, Москва

Лечебно-реабилитационный центр Росздрава, Москва

Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины им. А.М. Никифорова  МЧС России, С-Петербург

  • Лаборатория коллективного пользования СФУ, Красноярск
  • ЦНИЛ Красноярского государственного медицинского института, Красноярск
  • Байкальский институт природопользования СО РАН, Улан-Удэ
  • Международный аналитический центр ИОХ РАН, Москва
  • Городская клиническая больница № 2, Владивосток

НИИ скорой помощи имени Н.В. Склифосовского, Москва

Лаборатория микробной хроматографии, Санкт-Петербург

Нижневартовский ПНД, Нижневартовск

НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи, Москва

  1. Челябинский государственный университет, Челябинск
  2. Институт аналитической токсикологии, Москва
  3. Ростовский-на-Дону научно-исследовательский противочумный институт, Ростов-на-Дону
  4. Сбор материала по органам и системам:
Органы и системы Материал исследования Подготовка
Кишечник тонкий Венозная кровь, у детей кровь из пальца Не требуется
толстый Кал в стерильном пластиковом контейнере Доставка в течение 5 часов
Мочевыделительная система Моча в стерильном пластиковом контейнере Доставка в течение 5 часов
Урогенитальный тракт муж Мазок из уретры Воздержание от мочеиспускания 2-3 часа
Эякулят (сперма) Воздержание 3-е суток, доставка в течение 5 часов
Секрет простаты Забирает врач уролог после массажа простаты
   жен Отделяемое влагалища Забирает врач гинеколог, исключить половые контакты и введение свеч за 2-е суток
Отделяемое цервикального канала Забирает врач гинеколог, исключить половые контакты и введение свеч за 2-е суток
Пайпель-биопсия эндометрия Забирает врач гинеколог.
с 20 по 25 день цикла, менопауза в любой день
Дыхательная система Мокрота при откашливании в стерильный пластиковый контейнер Доставка в течение 5 часов
ЛОР-органы нос Мазок из носа Утром, натощак
зев Мазок из зева Утром, натощак
Кожа Отделяемое элементов с кожи (сало, содержимое угревой сыпи, чешуйки кожи) Отменить за 2-3 сут. наружные средства, не мыть кожу в день забора
Ногти Участок ногтя Не требуется
Глаза Соскоб с конъюнктивы Не требуется
Гнойные раны Отделяемое раны Забор до обработки раны в день забора

Статья подготовлена врачом Городского центра медицинских исследований Шушаковой Екатериной Константиновной

Исследование выполняется 5 р.д. 

Примеры результатов исследования:

  1. ХМС толстая кишка
  2. ХМС цервикальный канал
  3. ХМС влагалище
  4. ХМС мочевыделительная система

   

   

ПОИСК

    СКРИНИНГ МИКРООРГАНИЗМОВ -ДЕСТРУКТОРОВ АКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ И ЕЁ ПРОИЗВОДНЫХ [c.44]

    Скрининг микроорганизмов — деструкторов акриловой кислоты и ее производных [c.118]

    Основой развития фармацевтической промышленности до недавнего времени был скрининг микроорганизмов и синтетических химических веществ.

Появление новейших методов химического синтеза генов, возможно, позволит пойти другим путем конструирования случайных нуклеотидных последовательностей, их клонирования и оценки биологической активности соответствующих белков и пептидов.

Хотя занятие это можно уподобить написанию сонета Шекспира группой печатающих [c.321]

    Антибиотики (группа веществ микробного происхождения) играют большую роль в нашей жизни. В медицине и ветеринарии они с успехом применяются как противомикробные и противоопухолевые препараты с их помощью контролируется росг растений и ведется борьба с болезнями. Все антибиотики были выделены в ходе систематического скрининга микроорганизмов число их было существенно увеличено путем химической модификации, цель которой состоит в 1) расширении спектра действия и повышении эффективности 2) снижении токсичности и устранении нежелательных побочных эффектов 3) создании аналогов, устойчивых к разрушению микробами и обладающих поэтому большим временем полужизни 4) усовершенствовании способов их введения. [c.155]

    Наиболее распространенный метод поиска микроорганизмов-деструкторов органических соединений сводится к тому, что определенную экологическую систему (ил, почву) обрабатывают некоторое время водой, содержащей в возрастающей концентрации вещество, которое необходимо разрушить, а затем из такой культуры накопления выделяют микроорганизмы, способные использовать это соединение как единственный источник энергии, углерода, азота и т. д. Такой метод нельзя считать целесообразным. И не только потому, что он чисто эмпирический. Его использование не гарантирует отбора действительно наилучшего микроба-деструктора, хотя выбор производится из чрезвычайно широкого круга организмов ири этом выделяется микроорганизм, который именно в данных условиях скрининга разрушает то или иное вещество. Даже при незначительных изменениях реакции среды, аэрации, температуры и т. п. может доминировать и выделиться другой микроорганизм. Научный подход к выбору микроорганизмов-деструкторов должен базироваться на детальном изучении физиологии и биохимии микробных культур, а также путей деструкции органических веществ в живой клетке. Голько на основании таких знаний можно сознательно подбирать микробы, способные обезвреживать определенные соединения, или установить наличие органических веществ, которые могут быть разрушены отдельной группой микроорганизмов. [c.147]

    Антибиотики используются для лечения бактериальных или грибковых заболеваний человека и домашних животных. Некоторые из них подавляют также рост раковых опухолей.

По-видимому, антибиотики являются продуктами вторичного метаболизма (разд. 12.5.3).

При систематическом скрининге всегда есть надежда найти новое чудо-лекарство или микроорганизм, который продуцирует известный антибиотик, но с улучшенными свойствами. [c.63]

    Для очистки окрашенных сточных вод применяют химические методы удаление красителей и пигментов с помощью микробов весьма ограничено. Устранение этих продуктов из отходов с помощью активного ила заключается в основном в адсорбции, а не в деградации. Степень их разложения микроорганизмами определяется растворимостью, ионными свойствами, а также природой заместителей и их числом. Оказалось, что микроорганизмы способны разлагать красители, но только после адаптации к значительно более высоким концентрациям, чем те, которые обычно обнаруживаются в сточных водах. Поскольку микроорганизмы могут использоваться для контроля за загрязнением окружающей среды этими соединениями, был проведен скрининг, направленный на выявление тех микроорганизмов, которые способны к расщеплению модельных веществ типа п-аминобензолов, а также скрининг и селекция организмов из дренажных канав предприятий по производству красителей. Были сделаны попытки найти взаимосвязь между подверженностью соединения биодеградации и его химической структурой. [c.281]

    Методы определения об1цей целлюлазной активности можно условно разделить на две группы. К первой относятся тесты на наличие целлюлазной активности без уточнения, к каким индивидуальным компонентам они относятся.

В эту многочисленную группу методов, широко используемых при культивировании и скрининге микроорганизмов, для стандартизации ферментных препаратов, входят, например, методы определения активности целлюлаз по гидролизу фильтровальной бумаги (метод Мандельс-В>ебера и многие его модификации), карбоксиметилцеллюлозы [c.130]

    Поиск штаммов, деградирующих ДБТ и 4,6-ДМДБТ, осуществляли двумя методами с использованием накопительных культур, выделенных из почв, загрязненных нефтепродуктами, и скрининг среди штаммов из лабораторной коллекции микроорганизмов [c.125]

    Ежегодно химики синтезируют, выделяют и характеризуют от 100 до 200 тысяч новых веществ. Многие из этих веществ проходят первичные испытания на выявление той или иной биологической активности. Этот этап поиска лекарственного вещества называют скринингом (отсеиванием).

Его принцип был впервые разработан при поиске противосифилитических средств среди органических соединений мышьяка. Скрининг проводят в биологических лабораториях на живых клетках, микроорганизмах или кусочках живых тканей (in vitro), на здоровых или специально зараженных животных (in vivo) на мышах, крысах, морских свинках, собаках, обезьянах.

При этом из сотен веществ отбираются несколько наиболее активных препаратов, которые затем передаются на углубленные испытания. Если высокая активность вещества подтверждается, то его всесторонне изучают для определения токсичности и побочных эффектов, при отсутствии или незначительности которых проводятся клинические испытания на людях.

После этого препарат начинают производить в промышленных масштабах и применять в лечебной практике. [c.13]

    Зонды получают разными способами. Один из них состоит в следующем. ДНК патогенного микроорганизма расщепляют с помощью рестрицирующей эндонуклеазы и клонируют в плазмидном векторе. Затем проводят скрининг рекомбинантных плазмид с использованием геномной ДНК как патогенного, так и непатогенного штаммов.

Те плазмиды, которые содержат последовательности, гибридизующиеся только с ДНК патогенного штамма, составляют основу видоспецифичных зондов. После этого проводят ряд дополнительных гибридизаций с ДНК, выделенными из различных организмов, чтобы удостовериться, что потенциальные зонды не дают с ними перекрестной гибридизации.

Для определения чувствительности метода каждый из зондов проверяют также на модельных образцах, в том числе и на смешанных культурах. [c.188]

    Эта задача решается разными способами. Один из них — скрининг и селекция мутантных штаммов, получаемых в результате направленного мутагенеза. Споры микроорганизмов обрабатывают химическими (нитрозогуанидин, нитрозометилмочевина) или физическими (УФ-облучение, облучение ускоренным пучком электронов) мутагенами. [c.100]

    У выделенных культур (реже непосредственно в исследуемом материале) определяют характерные для возбудителя токсины (цитотоксин, энтеротоксин).

Для этого используют тесты нейтрализации на культуре ткани и ИФА (последний также используют для скрининга токсигенных культур).

Для быстрого обнаружения возбудителя в исследуемом материале применяют реакцию агглютинации латексных частиц, нагруженных антителами к С. diffi ile. Ввиду широкого распространения данных микроорганизмов у здо- [c.195]

    Несмотря на то что большинство ионофоров при выделении рассматривали как антибиотики, их терапевтическое применение сводится лишь к случаям, когда необходимо нарушить процессы накопления энергии митохондриями высших организмов [8, 9].

Антибиотическая активность ионофороа, по-видимому, также обусловлена тем, что они нарушают метаболизм энергии и ионный метаболизм в микроорганизмах [86—88]. Хотя грамицидин систематически токсичен, он находит ограниченное медицинское применение как антибиотик местного назначения.

Токсичность ионофоров по отношению к (Морской креветке Ariemia salina использовалась как процедура отбора ( скрининг ) для их обнаружения [89]. [c.269]

    В том случае, когда ожидается с высокой вероятностью экспрессия клонированного гена, методы скрининга рекомбинантных клонов основываются либо на изменении фенотипа клетки под влиянием вновь синтезированного белка, либо просто на свойствах самого белка. Например, если необходимо изолировать гены Е. соИ, ответственные за биосинтез какой-либо аминокислоты, то отбирают рекомбинантные клоны, трансформируя гибридные плазмиды в ауксотрофные по биосинтезу аминокислот мутанты и получая прототрофные клоны. Это и есть тест на комплем 1и тацию. Прием очень удобный, но он исполь зуетея-ТУбычнопри самоклонировании , т. е. при переносе генов на многокопийных плазмидах в тот же микроорганизм, и требует наличия штаммов с хорошо охарактеризованными мутациями искомых генов. [c.154]

    Многие успехи современной молекулярной биологии и селекции микроорганизмов основаны на применении индуцированного мутагенеза in vivo (см. гл. 2). Типичная схема опыта по получению мутантов бактерий и фагов заключается в обработке клеток мутагеном и скрининге среди потомков клеток с измененным фенотипом.

Далее следует огромная работа, связанная с картированием мутаций, доказательством отсутствия других мутаций, влияющих на фенотип. Хотя метод этот чрезвычайно трудоемок, он обладает тем преимуществом, что не нуждается в предварительных гипотезах и знаниях относительно роли того или иного белка в проявлении данного фенотипа.

Метод мутагенеза и ступенчатого отбора позволяет вести селекцию продуктивных штаммов микроорганизмов, недостаточно генетически изученных, и получать продуценты метаболитов, для которых не установлен путь биосинтеза. Велико значение индуцированного мутагенеза как поставщика новой информации для исследователей, занимающихся молекулярной биологией и биохимией.

Расшифровка на молекулярном уровне новых мутантных фенотипов открывает возможности выяснения путей биосинтеза и ре-гуляции метаболизма нормальной клетки. [c.159]

    Хотя экспресс-методы скрининга штаммов микроорганизмов на наличие рестриктаз по вышеизложенным причинам не являются универсальными (как и все остальные методы) их максимальная простота позволяет предположить о возможностях широкого их применения в опытах по поиску продуцентов рестриктаз. На основе цитированных работ создается впечатление, что они пригодны для проверки широкого круга таксонов. Случаи отсутствия пермеализации могут быть идентифицированы визуально (например, по отсутствию в экстрактах клеточ- [c.139]

Анализ микробных маркеров методом газовой хромато-масс-спектрометрии

Определение микроэкологического статуса человека и его отклонений от нормы, в ходе которого осуществляется выявление (уточнение) этиологии инфекционно-воспалительных процессов при любых заболеваниях.

Относится к новому направлению в микробиологических исследованиях — диагностике инфекции, дисбиозов и воспалительных процессов по специфическим микробным химическим веществам — маркерам.

Исследование универсально в отношении разных групп микроорганизмов: не только бактерий, но и микроскопических грибов и вирусов, в том числе анаэробных микроорганизмов, которые составляют основной микробный массив (до 60 % и более).

  • Синонимы русские
  • Микроэкологический статус человека, микробиом человека, микроэкология человека.
  • Метод исследования
  • Газовая хроматография масс-спектрометрия (ГХ-ХМС).
  • Какой биоматериал можно использовать для исследования?
  • Биоптат, венозная кровь, кал, капиллярная кровь, мазок из зева (ротоглотки), мазок с кожных покровов, мазок с конъюнктивы, мазок из носоглотки, мазок из уретры, мазок из цервикального канала, мокрота, ногти, отделяемое влагалища, отделяемое раны, секрет простаты, слюна, первая порция утренней мочи, средняя порция утренней мочи.
  • Для исследования почек и мочевого пузыря необходима средняя порция мочи, для исследования воспалительных процессов уретры – первая порция утренней мочи.
  • Как правильно подготовиться к исследованию?
  • Исключить из рациона алкоголь в течение 24 часов до исследования.
  • Исключить (по согласованию с врачом) прием мочегонных препаратов в течение 48 часов до сбора мочи.
  • Исключить прием слабительных препаратов, введение ректальных свечей, масел, ограничить (по согласованию с врачом) прием медикаментов, влияющих на перистальтику кишечника (белладонна, пилокарпин и др.), и препаратов, влияющих на окраску кала (железо, висмут, сернокислый барий), в течение 72 часов до сбора кала.

Общая информация об исследовании

Микроэкологический статус человека является необходимым условием стабильного функционирования всех его органов и систем. Нормальная микробиота — по сути совокупность микробных сообществ локусов, характеризующихся определенным составом и колонизирующих кожу и слизистые оболочки.

Это первичный неспецифический барьер, предшествующий активации неспецифических и специфических факторов защиты макроорганизма. Он покрывает кишечную стенку, слизистые оболочки и кожу человека, насчитывая около ста биллионов клеток микроорганизмов.

Микробиота выступает как зеркальный показатель физиологического состояния организма в зависимости от воздействия на него различных факторов. Поэтому так важен контроль — и восстановление микробиоценоза, если он оказывается нарушенным.

Микробиота человека сконцентрирована в основном в кишечнике. Известные сведения о природе микробиоценоза кишечника достаточны для понимания его функционирования как физиологически активного органа человека.

Однако при патологиях, связанных с дисбиозом, одних их недостаточно — в таких случаях необходимо количественное определение и контроль изменений в составе микроорганизмов.

Отсутствие баланса в их продукции связано с патологическими проявлениями самого разного характера: кишечными расстройствами, кожными заболеваниями, половой дисфункцией, сердечной недостаточностью и др.

Исследование относится к новому направлению в микробиологии – диагностике инфекции, дисбиозов и воспалительных процессов по специфическим микробным химическим веществам (маркерам). Эти вещества содержатся в клеточных стенках микроорганизмов или производятся ими в процессе жизнедеятельности.

Маркеры отличаются по химическому строению от вещества клеток человека. В данном случае речь идет о разнообразных жирных кислотах, которых у человека немногим более 20 видов, а у микробов – более 200. Поэтому есть возможность определить наличие микробов в организме человека, если имеется достаточно чувствительный метод анализа.

Таким методом является газовая хроматография, совмещенная с масс-спектрометрией (ГХ-МС) — с его помощью можно точно определить химическую природу вещества по его масс-спектру.

Современное компьютерное обеспечение в совокупности с разработанными методиками позволяет быстро и надежно определять малые доли веществ микробного происхождения в любых биологических жидкостях человека. Исследование используется для определения инфекционных агентов воспалений и оценки дисбиозов различных локализаций.

 Суть исследования состоит в прямом извлечении высших жирных кислот из образца биоматериала, их разделения на хроматографе в капиллярной колонке высокого разрешения и анализе состава на масс-спектрометре. На основании этих измерений расшифровывается состав микробиоты.

Применение данного метода для изучения микроэкологии человека дает качественно новый вариант микробиологического исследования благодаря возможности одновременного количественного определения большого количества микробных маркеров непосредственно в биологических пробах без предварительного культивирования микроорганизмов и использования биохимических тестовых материалов и генетических праймеров. Получение в реальном времени расширенной информации об анаэробах и труднокультивируемых аэробах, а также актинобактериях, вирусах, дрожжах и микроскопических грибах из одной пробы обеспечивает полную картину микробной этиологии заболевания. Количественные измерения позволяют изучать динамику изменения микробиоты при лечебных мероприятиях, в том числе влияние антибиотиков и пробиотиков на пристеночную микробиоту кишечника.

В ходе исследования определяется более 56 микроорганизмов одновременно в одном анализе; при этом используется количественный экспресс-метод диагностики дисбактериозов и определения возбудителей инфекции.

Анализ универсален в отношении разных групп микроорганизмов: бактерий, грибов, вирусов. Чувствительность составляет 104-105 клеток в пробе; селективность – до вида при наличии маркера.

Анализ осуществляется непосредственно в материале без высевания микрофлоры и не требует биологических и биохимических тестовых материалов – культуральных сред, ферментов, праймеров и т.п.

Когда назначается исследование?

  • При определении микроэкологического статуса организма и его отклонений;
  • при выявлении или уточнении этиологии инфекционно-воспалительного процесса при любых нозологических формах заболеваний в клинической практике:
    • ОРИТ: сепсис, гнойно-воспалительные очаги, лихорадка неясной этиологии, менингит, бактериурия, полиорганная недостаточность;
    • хирургия: инфекция вследствие хирургического вмешательства, абсцессы почек и печени, воспалительные процессы респираторных органов, воспаление внутренних половых органов, ожоговая инфекция, гангрена, перитонит, синовит;
    • гинекология: хронический вагинит, цистит, воспаление матки и придатков, кандидоз;
    • урология и андрология: пиелонефрит, буллезный цистит, уретрит, простатит, орхит, гонорея;
    • репродуктология: мужское и женское бесплодие, связанное с инфекциями половых органов, невынашивание беременности, бесплодие, хронические воспалительные заболевания;
    • гастроэнтерология: синдром раздраженного кишечника, гастрит, дисбактериоз, диарея, запор, болезнь Крона;
    • пульмонология: муковисцидоз, пневмония, туберкулез, плеврит, лихорадка неясного генеза;
    • ЛОР: гайморит, синусит, фарингит, отит;
    • гепатология: асцит, дисбактериоз, спонтанный бактериальный перитонит;
    • дерматовенерология: угревая болезнь, атопическая экзема, себорея, онихомикоз, псориаз, дерматиты неясной этиологии, сифилис.
  1. Что означают результаты?
  2. Результат исследования выдается в виде списка исследуемых микроорганизмов, допустимых значений нормы и отклонений от нормы, а также  диаграммы в сопоставлении с нормой.
  3. + Прилагается заключение в виде справочной информации по результатам анализа.
  4. Для биоматериалов кал, моча, секрет простаты и мазок из уретры нет референсных значений.
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector