Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Топ:
Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...
Интересное:
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Дисциплины:
2017-11-28 | 387 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Из всего сказанного вытекает существенный теоретический потенциал исследований социальных взаимодействий и структур микроорганизмов. В первую очередь подчеркнём, что возникла почва для плодотворного взаимодействия между микробиологией и социальными и гуманитарными науками. «Коллективные» свойства микробных популяций позволяют в известной мере сопоставлять их не только с сообществами высших животных, но и даже с человеческим социумом в рамках биополитического подхода.
Так, характерный для биополитики сравнительный подход к поведению человека и других живых существ – в том числе и одноклеточных – побуждает к поиску у последних аналогов социального поведения и даже политической деятельности. Исходя из подобных соображений, мы рассмотрели в серии работ поведение микроорганизмов не только в этологических, но и в квазиполитических терминах (см. Олескин, 1993; Oleskin, 1994). В рамках сравнительного подхода к биосоциальности разных таксонов живого мы провели поиск у микроорганизмов веществ, идентичных нейрохимическим факторам человеческого социального поведения (серотонин, дофамин, норадреналин, см. Олескин и др., 1998; 2000; Цавкелова и др., 2000; Oleskin et al., 2002; Kirovskaya, 2002; Кагарлицкий и др., 2003; Анучин и др., 2007).
Помимо импорта понятий, данных, философских установок из социогуманитарной сферы, популяционно-коммуникативные исследования объективно стимулируют взаимодействие между микробиологией и другими областями биологии, в особенности этологией. Именно благодаря рассматриваемому микробиологическому направлению стал реальностью перенос ключевых понятий этологии животных (например, «афилиация», «кооперация») и самого термина «этология» в исследования одноклеточных, у которых тоже находят аналогичные поведенческие феномены (Смирнов и др., 1982; Олескин, 1993, 1994; Oleskin, 1994).
|
Наряду с этологией, немаловажной заслугой популяционно-коммуникативного направления служит преодоление своего рода «китайской стены» между микробиологией и цитологией. Многие идеи сторонников рассматриваемой микробиологического направления были параллельно развиты в применении к клеткам в животном или растительном организме. А.С. Капрельянц и его группа использует для обозначения микробных сигнальных пептидов исходно цитологический термин «цитокины» (см., например, Kaprelyants et al., 1999).
И.В. Ботвинко (1985, см. также Сафронова, Ботвинко, 1998; Олескин и др., 2000) широко применяет к микробным колониям и биоплёнкам термин «межклеточный матрикс», однако этот же термин хорошо знаком и цитологам. Подобно межклеточному матриксу животных тканей, микробный матрикс также включает фибриллярные элементы. Сходство между животным и микробным матриксом дополняется общностью некоторых химических компонентов (например. сиаловых кислот).
Помимо теоретического значения, исследование микробной биосоциальности имеют и сугубо практическое применение в рамках биомедицинских и биотехнологических разработок.
Так, вирулентность ряда патогенных бактерий например, возбудителя гонореи (Шапиро, 1988), коррелирует с архитектоникой их колоний. Коллективное пове-дение швермеров у патогенных Proteus – центробежная миграция – способствует их продвижению, например, по мочевым путям в организме больного. Знания о коммуникации микроорганизмов претендуют в последние годы на практическую значимость в биомедицинском аспекте. У многих патогенных бактерий, как уже отмечалось выше, выделение факторов вирулентности осуществляется под контролем quorum sensing (QS)-систем, т.е. происходит при достаточно высокой плотности популяции патогена, регистрируемой по концентрации вырабатываемых всеми клетками патогена феромонов. Возможно создание нового поколения лекарств, подавляющих QS-системы патогенных бактерий. Они могут ингибировать синтез феромонов, препятствовать связыванию феромонов с рецептором, разрушать феромонные молекулы (у грамотрицательных бактерий – с помощью лактаз, если феромонами служат гомосеринлактоны), а у грамположительных – использовать ингибиторы их QS-систем (RIP-белки, Хмель, 2006).
|
В целом, знания о микробных ауторегуляторах позволяют нам осуществлять «целенаправленную регуляцию активности и численности микроорганизмов (как полезных, так и вредных)» (Николаев, 2004. С.395).
Много клинических проблем вызывает микробный гетероморфизм, затрудняющий диагностику инфекционных заболеваний. В связи с этим, подчеркивают В.В. Высоцкий и Г.А. Котлярова (1999. С.100), «диагностика не должна основываться лишь на выявлении типичных морфологических форм возбудителей: она должна также предусматривать индикацию различных морфологически измененных вариантов бактерий, что особенно важно при изучении нативного патологического материала».
Важные биомедицинские разработки последних десятилетий связаны с лечебно-профилактическими и антистрессорными эффектами естественной микробиоты организма человека. Микробиота – сложное организованное сообщество коммуницирующих микроорганизмов – снабжает организм незаменимыми органическими соединениями – от витаминов до гормонов и нейромедиаторов.
В том, что это направление исследований плодотворно, убеждают нас и работы последних лет о пробиотиках – лекарственных препаратах на базе микроорганизмов, формирующих устойчивые популяции в кишечнике. Эти микроорганизмы способны подавлять развитие патогенной микрофлоры, стимулировать иммунную систему и снабжать организм хозяина питательными веществами. Пробиотики активно исследуют ученые различных лабораторий мира. Например, в Бразилии продемонстрирован защитный эффект экспериментально внедренной в кишечник мыши популяции дрожжей Saccharomyces cerevisiae шт.905, которые препятствуют размножению в организме патогенных энтеробактерий Salmonella typhimurium и Clostridium difficile (Martins et al., 2005).
Биотехнологи вынуждены считаться с тем, что популяционная организация, фазность развития микробных культур и их гетерогенность (фенотипическая диссоциация, L-трансформация и другие варианты гетероморфизма) существенно влияет на выход того или иного продукта (например, антибиотика или пищевой добавки). Так, Brevibacillus brevis диссоциирует с формированием вариантов (R, M, S), синтезирующих разные антибиотики. В частности, к образованию знаменитого с 40-х годов ХХ века отечественного антибиотика грамицидина S способны все варианты, кроме S, который синтезирует другие антибиотики – эсеин и бресеин (Милько и др., 2007).
|
Следует отметить несомненное биотехнологическое значение исследований биосоциальности микроорганизмов также в плане культивирования микроорганизмов-продуцентов ценных веществ в составе природных экосистем или в смешанных популяциях, а также длительного хранения ценных микробных штаммов с сохранением их генофонда. Возможны биотехнологические разработки, альтернативные генноинженерным подходам. Вместо манипуляций с геномом микроорганизмов в ряде случаев возможно добиться желаемого эффекта путем создания смешанных микробных культур. Так, чтобы превращать крахмал в спирт, можно попробовать ввести в геном E. coli недостающий ген a-амилазы, но можно и наладить совместную культуру этой бактерии с другим микроорганизмом, который располагает этим ферментом «от природы» (Олескин, Самуилов, 1991).
Таковы перспективы, раскрывающиеся перед будущим развитием исследований биосоциальных феноменов и систем в микробиологии в теоретическом и практическом – биомедицинском и биотехнологическом – аспектах.
Литература
5. Баулина О.И., Лобакова Е.С. Ультраструктура форм с редуцированной клеточной стенкой // Труды II Международной конференции по анатомии и морфологии растений. Спб.: Ботанический институт им. Л.В, Комарова РАН. 2002. С.390—391.
|
12. Воробьева Л.И., Алтухова Е.А., Наумова Е.С. Дисмутагенное действие культуральной жидкости, полученной в результате пропионово-кислого брожения // Микробиология. 1993. Т.62. № 6. С.1093—1100.
13. Воробьева Л.И., Чердынцева Т.А., Абилев С.К. Антимутагенное действие бактерий против мутагенеза, индуцируемого 4-нитрохинолин-1-оксидом у Salmonella typhimurium // Микробиология. 1995а. Т.64. № 2. С.228—233.
24. Дуда В.И., Выпов М.Г., Сорокин В.В., Митюшина Л.Л., Лебединский А.В. Образование бактериями экстрацеллюлярных структур, содержащих гемопротеины // Микробиология. 1995. Т.64. № 1. С.69-73.
|
49. Павлова И.Б., Куликовский А.В., Ботвинко И.В., Джентемирова К.М., Дроздова Т.И. Электронно-микроскопическое исследование развития бактерий в колониях. Гетероморфный рост бактерий в процессе естественного развития популяции // Журн. Микробиол. 1990а. № 12. С.12–15.
52. Панов Е.Н. Бегство от одиночества. Индивидуальное и коллективное в природе и человеческом обществе. М.: Лазурь. 2001.
63. Смирнов С.Г. Этология бактерий – новое направление в исследовании прокариотов // Физико-химические исследования патогенных энтеробактерий в процессе культивирования. Иваново: Ивановский государственный медицинский институт. 1985. С.5-10.
65. Смирнов К.К., Смирнов С.Г., Смирнова В.Г. Лаг-фаза – фаза опережающего отражения бактериальной культуры // Физико-химические исследования патогенных энтеробактерий в процессе культивирования. Иваново: Ивановский государственный медицинский институт. 1982. С.42.
66. Страховская М.Г., Иванова Е.В., Фрайкин Г.Я.Стимулирующее влияние серотонина на рост дрожжей Candida guillermondii и бактерий Streptococcus faecalis // Микробиология. 1993. Т.62. С.46-49.
86. Gusev M.V., Baulina O.I., Gorelova O.A., Lobakova E.S., Korzhenevskaya T.G. Artificial cyanobacterium—plant symbioses // Cyanobacteria in Symbiosis /Ed. A.N. Ray, B. Bergman, U. Rasmussen. Dodrecht, Boston, L.: Kluywer Acad. Publishers. 2002. P.253—312.
87. Jurcizek J.A., Bakaletz L.O. Biofilms formed by nontypeable Haemophilus influenzae in vitro contain both double-stranded DNa and type IV pilin protein // J. Bacteriol. 2007. V.189. N 10. P.3868—3875.
88. Kell D.G., Kaprelyants A.S., Grafen A. Pheromones, social behaviour and the functions of secondary metabolism in bacteria // Tree. 1995. V.10. P.126-129.
89. Kaprelyants A.S., Mukamolova G.V., Kormer S.S., Weichart D.H., Young M., Kell D.B. Intercellular signaling and the multiplication of prokaryotes // Microbial Signalling and Communication. Society for General Microbiology Symposium 57. /Ed. R. England, G. Hobbs, N. Bainton, D. McL. Roberts. Cambridge: Cambridge University Press. 1999. P.33-69.
90. Kinney K.S., Austin C.E., Morton D.S., Sonnenfeld G. Catecholamine enhancement of Aeromonas hydrophila growth // Microbial Pathogenesis. 1999. V. 25. P. 85—91.
91. Kirovskaya T.A. Effects of serotonin on the physiology and colonial organization of microorganisms // EURESCO Conference “Bacterial Neural Networks (Intracellular Signalling)”. Book of Abstracts / B. Holland et al., eds.. Obernai (France). 2002. P.48.
92. Lyte M., Ernst S. Alpha and beta adrenergetic receptor involvement in catecholamine-induced growth of gram-negative bacteria // Biochemical and Biophisical Research Communications. 1993. V. 190. N 2. P. 447-452.
93. Martins F.S., Nardi R.M.D., Arantes R.M.E., Rosa C.A., Neves M.J., Nicoli J.R. Scanning of yeasts as probiotics based on capacities to colonize the gastrointestinal tract and to protect against enteropathogenic challenge in mice // J. Gen. Appl. Microbiol. 2005. V.51. P.83--92.
94. Matsuhashi M., Shindo A., Ohshina H., Tobi M., Endo S., Watanabe H., Watanabe H., Pankrushina A.N. Cellular signals regulating antibiotic sensitivities of bacteria // Microbial Drug Res. 1996a. V.2. N. 1. P.91-93.
110. Sutherland I.W. Biofilms – formation, structure and interactions! // EURESCO Conference “Bacterial Neural Networks (Intracellular Signalling)”. Book of Abstracts / B. Holland et al., eds. Obernai (France). 2002. P.4.
111. Tetz V.V., Rybalchenko O.V., Savkova G.A. Ultrastructural features of microbial colony organization // J. Basic. Microbiol. 1990. V.30. P.597—607
113. Tinbergen N. On war and peace in animals and man // Science. 1968. V.160. P.1411—1418.
ПОДПИСИ К РИСУНКАМ
Рис. 1. Сканирующие электронные микрофотографии клеток E. coli (а), Shigella flexneri (б) и Staphylococcus aureus (в). Показаны контакты между клетками и формирование трехмерной сетевой структуры (а и б). Любезный дар Оксаны Рыбальченко, Первый медицинский институт РАМН, Санкт-Петербург.
Рис. 2. Биополимерный матрикс вокруг клеток E. coli. Препарат окрашен щелочным фуксином Циля, что позволяет проявить кислотные группы матрикса. Увеличение 800. Данные дипломной работы студента кафедры физиологии микроорганизмов биологического факультета МГУ Дмитрия Чувелёва.
|
|
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!