|
|
|
Никиян А.Н.
УДК: 628.166Давыдова О.К., Никиян А.Н. СЕНСИБИЛИЗАЦИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ КЛЕТОК 1,3-ДИГИДРОКСИ-4-ГЕКСИЛБЕНЗОЛОМ К ДЕЙСТВИЮ УГЛЕРОДНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВСуществующие методы обеззараживания объектов окружающей среды основаны на прерывании основных путей передачи бактериальных инфекций. Для достижения этой цели в настоящее время применяются физические и химические способы. При этом первые в основном включают в себя ультрафиолетовую обработку, а вторые — обработку окислителями или специально отобранными химическими соединениями. Однако, с течением времени микроорганизмы вырабатывают защитные механизмы к подобным повреждающим воздействиям, поэтому представляется возможным сенсибилизация микроорганизмов к уже известным дезинфектантам, а также разработка новых, реализующих ранее неизвестные механизмы антибактериальной активности. Так в последние годы применение для целей дезинфекции уже получили углеродные нанотрубки и фуллерены, действие которых может быть усилено предварительной сенсибилизацией клеток-мишеней. В тесте ингибирования биолюминесценции сенсорного штамма Escherichia coli K12 TG1 показано повышение чувствительности бактериальных клеток в присутствии 1,3-дигидрокси-4-гексилбензола к повреждающему действию одностенных углеродных нанотрубок в 1,9-30 раз и к производным С60-фуллеренав 1,9-2,3 раза. В свою очередь, предварительная сенсибилизация бактериальных клеток существенно повышала сродство их поверхности к производным С60-фуллерена и доля связанных наночастиц по данным атомно-силовой микроскопии возрастала в 4,1 раза. Таким образом, для достижения одинаково выраженного антибактериального эффекта после сенсибилизации 1,3-дигидрокси-4-гексилбензолом требуется меньшее количество углеродных наноматериалов, а дополнительным положительным результатом является агрегация бактериальных клеток и воздействующих на них частиц наноуглерода, потенциально облегчающая их последующее удаление из обеззараживаемых сред или с поверхностей. Ключевые слова: сенсибилизация бактериальных клеток, Escherichia coli, 1,3-дигидрокси-4-гексилбензол, алкилоксибензол, наноструктурированные соединения углерода, производные фуллеренов, углеродные нанотрубки, дезинфекция, антимикробное действие.
УДК: 57.088.1Никиян А.Н., Татлыбаева Е.Б. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АТОМНО-СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ ПРИ ИДЕНТИФИКАЦИИ СПЕЦИФИЧЕСКИ МАРКИРОВАННЫХ МОЛЕКУЛ И КЛЕТОК МИКРООРГАНИЗМОВИдентификация биологических молекул и микроорганизмов является важной задачей микробиологии, традиционно решаемой с помощью маркированных антител. Однако в большинстве случаев соответствующие методы основаны на обнаружении значительного количества взаимодействующих молекул и не позволяют выяснить их распределение по поверхности. Один из возможных путей решения состоит в использовании современного метода атомно-силовой микроскопии. В настоящей работе методом атомно-силовой микроскопии обнаружены и изучены специфические комплексы, сформированные с участием наноразмерных меток, содержащие коллоидное золото или аморфный углерод, на поверхности бактериальных клеток Staphylococcus aureus и на поверхности иммунологического планшета. Установлены морфологические характеристики и карта распределения выявляемых комплексов по исследуемым поверхностям. В экспериментах с обнаружением единичных молекул определена чувствительность метода и проведено сравнение с иммуноферментным анализом. Полученные результаты указывают на высокую чувствительность предлагаемого метода и определенные преимущества углеродных меток по сравнению с золотыми метками по причине их легкого обнаружения и однозначности в выявлении на полученных изображениях. Проведена идентификация микроорганизмов в модельных двухкомпонентных биологических системах и разработаны подходы к маркированию бактериальных клеток в сложных биологических смесях для направленного их выделения и последующего изучения. Таким образом, использование атомно-силового микроскопа в сочетании с наноразмерными углеродными и золотыми метками позволяет реализовать новый способ идентификации единичных молекул и микроорганизмов в ассоциациях сложного компонентного состава. Ключевые слова: идентификация молекул, детектирование микроорганизмов, золотые и углеродные метки, атомно-силовая микроскопия.
УДК: 57.088.1Никиян А.Н., Татлыбаева Е.Б. УСПЕХИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ АТОМНО-СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ В МИКРОБИОЛОГИИ В данном обзоре рассмотрены возможности использования атомно-силовой микроскопии в решении микробиологических задач за последнее десятилетие. Основное внимание уделено достижениям и успехам в области биодетекции, вирусологии и изучению влияния биогенных и абиогенных факторов на бактериальные клетки. Представленные результаты демонстрируют потенциал атомно-силовой микроскопии в обнаружении и идентификации единичных клеток и молекул, исследовании механических и морфологических свойств бактериальных клеток в ответ на различные воздействия, а также изучении межмолекулярных и внутримолекулярных взаимодействий. Ключевые слова: атомно-силовая микроскопия, бактериальные клетки, идентификация молекул, детектирование вирусных частиц.
УДК: 579.24Васильченко А.С., Яруллина Д.Р., Никиян А.Н., Тесля А.В. МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БАКТЕРИЙ BACILLUS CEREUS НА РАЗЛИЧНЫХ ЭТАПАХ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛАС использованием атомно-силовой микроскопии (АСМ) были исследованы особенности жизненного цикла грамположительных спорообразующих микроорганизмов Bacillus cereus IP 5832. Описаны изменения морфологии и механических параметров бактериальных клеток на различных этапах их жизненного цикла. Показано, что количество микроорганизмов с неизмененной морфологией снижается уже к 5 суткам культивирования, а к 15 суткам в популяции не остается неповрежденных бактериальных клеток, при этом детектируется присутствие спор — морфологически дифференцированных покоящихся форм микроорганизмов. Ключевые слова: атомно-силовая микроскопия, бактерии, жизненный цикл, длительное культивирование.
УДК: 53.082.17:53.089.68:681.723.25Васильченко А.С., Никиян А.Н., Дерябин Д.Г. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛЕНОК НА ОСНОВЕ АГАРОЗЫ В КАЧЕСТВЕ МОДЕЛЬНЫХ СТРУКТУР ДЛЯ ПОДГОТОВКИ АТОМНО-СИЛОВОГО МИКРОСКОПА К ИССЛЕДОВАНИЮ УПРУГО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БАКТЕРИАЛЬНЫХ КЛЕТОКС использованием атомно-силовой микроскопии в режиме силовой спектроскопии количественно охарактеризованы упругие свойства полимерных пленок на основе агарозы в зависимости от концентрации и относительной влажности формирования исследуемых образцов. Полученные результаты рассмотрены в контексте применения агарозных пленок в качестве тестового материала при подготовке атомно-силового микроскопа перед исследованием механических свойств бактериальных клеток Ключевые слова: атомно-силовая микроскопия, полимерные пленки, агароза, механические свойства, бактериальные клетки.
Давыдова О.К., Никиян А.Н., Дерябин Д.Г. ФОРМИРОВАНИЕ УПОРЯДОЧЕННЫХ НАДМОЛЕКУЛЯРНЫХ СТРУКТУР ДНК В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ В ПРИСУТСТВИИ АЛКИЛРЕЗОРЦИНОВОписано формирование упорядоченных линейных надмолекулярных структур высокополимерной ДНК, происходящее в водных растворах в присутствии низкомолекулярных лигандов из группы алкилрезорцинов (АР). С использованием атомно-силовой и сканирующей электронной микроскопии визуализированы последовательные этапы подобного процесса, начинающегося с образования мицеллоподобных структур на обособленных нитях ДНК и завершающегося их объединением в кабельные структуры, окруженные единым алкилрезорциновым "чехлом". На основании представленных результатов, а также ранее полученных данных об изменении физико-химических свойств ДНК в присутствии АР предложена модель взаимодействия между этими молекулами.
С.П. Саликова, А.А. Стадников, А.Н. Никиян АТОМНО-СИЛОВАЯ МИКРОСКОПИЯ - НОВАЯ ВОЗМОЖНОСТЬ В ИЗУЧЕНИИ КАРДИОМИОЦИТОВ Рассмотрены основные принципы работы атомно-силового микроскопа и результаты его использования при изучении поверхности клеток миокарда крыс. Отмечены преимущества метода атомно-силовой микроскопии. Подчеркивается, что метод атомно-силовой микроскопии позволяет не только визуализировать клеточную поверхность, но и получить информацию о различных ее свойствах.
С.Н. Летута, А.Н. Никиян, О.К. Давыдова ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ РОДАМИНОВЫХ КРАСИТЕЛЕЙ С ДНК Методами спектрофотометрии и сканирующей зондовой микроскопии исследовано взаимодействие родаминовых красителей с ДНК. Установлено, что родамины взаимодействуют с макромолекулами путем кооперативного связывания с внешней частью полимерной цепи. В результате на поверхности полимеров образуются органические наноструктуры (супрамолекулярные системы). Оценено количество молекул красителей в наноструктурах, исследовано распределение образующихся структур вдоль двойной спирали ДНК и их слияние в более крупные конгломераты. Сделан вывод об экранировании красителями двойной спирали и инактивации нуклеиновых кислот, приводящей к нарушению их биологических функций.
|
|
Главный редактор |
Сергей Александрович МИРОШНИКОВ |
|
|