By this author

Mechanisms of survival of lactic acid bacteria in silanol-humate gels with organic acids

Issue number 1 from 03.02.2025

Выживание бактерий в неблагоприятных для роста условиях является одной из фундаментальных проблем микробиологии. Прикладной аспект этой проблемы – длительное сохранение клетками бактерий жизнеспособности, имеет особое значение для хранения молочнокислых бактерий в связи с биотехнологической значимостью этой группы микроорганизмов и их высокими скоростями отмирания при длительном хранении. Целью настоящего исследования было изучение длительного выживания молочнокислых бактерий разных физиологических групп (гетероферментативного Enterococcus faecium M3185 и гомоферментативной Lactobacillus paracasei АК 508) в силанольно-гуматных гелях (СГГ), включающих различные органические кислоты, используемые как титранты при получении СГГ (яблочную, молочную, уксусную, аскорбиновую, лимонную). Помещение клеток в СГГ с органическими кислотами приводило к существенному повышению титра жизнеспособных клеток относительно контроля при длительном хранении (до 200 раз) и зависело от культуры бактерий, использованной кислоты и срока хранения (до 5 мес.). Экспериментально доказанными причинами длительного выживания бактерий в СГГ являются: 1) нахождение большей части клеток в состоянии гипометаболизма и потребление ими органических кислот, что доказывается снижением их концентрации при хранении, а также выделением CO₂ в случае E. faecium (при этом уровень метаболизма понижен относительно растущих клеток в 1000 раз); 2) отсутствие массового автолиза клеток, что, предположительно, обусловлено “разобщенностью” клеток в геле и невозможностью создания достаточных концентраций ауторегуляторов и ферментов автолиза; 3) нахождение части клеток в состоянии покоя, в виде стрессоустойчивых цистоподобных клеток. Также есть основания полагать, что при переносе в гель формируется альтернативный (биопленочный) фенотип, обладающий повышенной стрессоустойчивостью. Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности иммобилизации клеток молочнокислых бактерий в СГГ с органическими кислотами для длительного хранения.

50 0

Long-term survival of <i>Enterococcus faecium</i> under different conditions of cell stabilization and immobilization

Issue number 5 from 15.09.2024

Молочнокислые бактерии (МКБ) играют важную роль в биотехнологиях и биомедицине. Их важнейшим недостатком является быстрое отмирание культур и препаратов при хранении. Изучение способов повышения длительности выживания молочнокислых бактерий в различных условиях является актуальной научно-прикладной задачей и составило цель настоящей работы. Объектом была молочнокислая бактерия Enterococcus faecium. Было показано, что в стареющих планктонных культурах бактерии быстро теряют жизнеспособность (численность жизнеспособных клеток за 1 мес. снижается на 2‒4 порядка). Цикл развития популяции E. faecium в этих условиях завершается образованием цистоподобных покоящихся клеток двух типов: L-форм и гипометаболических клеток. Применение химических стабилизаторов, гуминовых веществ (типичных компонентов почв), повышает численность выживающих клеток в 2‒3 раза. При поверхностной иммобилизации (адсорбции) на органо-силанольных или неорганических носителях (органосилан, кремнезем) численность выживающих в условиях голодания клеток повышается в 1.25‒3 раза. Наиболее эффективным подходом была иммобилизация клеток в силанольно-гуматные гели (повышение численности выживающих клеток до 35 раз относительно контроля). Полученные данные раскрывают механизмы и формы выживания МКБ в природных условиях (состояние гипометаболизма, наличие специализированных форм покоя), а также могут быть использованы для разработки способов длительного хранения МКБ в их биопрепаратах.

38 0