Вестник On-line
Оренбургский государственный университет 25 октября 2020   RU/EN
Рубрики Вестника
Педагогика
Психология
Другие

Поиск
Vak
Антиплагиат
Orcid
Viniti
ЭБС Лань
Rsl
Лицензия Creative Commons

2014, № 6 (167)



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.

Загрузить
Список использованной литературы:

1. Allison D.P., Mortensen N.P., Sullivan C.J., Doktycz M.J. Atomic force microscopy of biological samples // Wiley Interdisciplinary Reviews: Nanomedicine and Nanobiotechnology. — 2010. — V. 2. — №6. — P. 618–634. — doi:10.1002/wnan.104

2. Kai-Chih Chang, Yu-Wei Chiang, Chin-Hao Yang, Je-Wen Liou Atomic force microscopy in biology and biomedicine // Tzu Chi Medical Journal. — 2012. — V. 24. — №4. — P. 162–169.

3. Goldsbury C.S., Scheuring S., Kreplak L. Introduction to atomic force microscopy (AFM) in biology // Current Protocols in Protein Science. — 2009. — V. 17. — №7. — P. 1–19. — doi:10.1002/0471140864.ps1707s58

4. Цинберг М.Б., Дерябин Д.Г., Денисова И.В., Никиян А.Н. Ростовые и морфологические характеристики производственных штаммов Bifidobacterium и Lactobacillus при использовании гидролизатно-молочной и гидролизатно-соевой сред //Антибиотики и химиотерапия. — 2003. — Т. 48. — №12. — С. 9–13.

5. Васильченко А.С., Яруллина Д.Р., Никиян А.Н., Тесля А.В. Морфофункциональные характеристики бактерий Bacillus cereus на различных этапах жизненного цикла // Вестник Оренбургского государственного университета. — 2012. — №10. — С. 66–71.

6. Олюнина Л.Н., Мацкова Ю.А., Гончарова Т.А., Гущина Ю.Ю. Оценка терморезистентности Azotobacter chroococcum методом атомно-силовой микроскопии // Прикладная биохимия и микробиология. — 2009. — Т. 45. — №1. — С. 45–50.

7. Gaboriaud F., Bailet S., Dague E., Jorand F. Surface structure and nanomechanical properties of Shewanella putrefaciens bacteria at two pH values (4 and 10) determined by atomic force microscopy // Journal of bacteriology. — 2005. — V. 187. — №11. — P. 3864–3868.

8. Nikiyan H., Vasilchenko A., Deryabin D. Humidity-dependent bacterial cells functional morphometry investigations using atomic force microscope // International Journal of Microbiology. — 2010. — doi:10.1155/2010/704170

9. Mejias Carpio I.E., Santos C.M., Wei X., Rodrigues D.F. Toxicity of a polymer-graphene oxide composite against bacterial planktonic cells, biofilms, and mammalian cells // Nanoscale. — 2012. — V. 4. — №15. — P. 4746–56. — doi:10.1039/c2nr30774j

10. Esfandiary E., Valiani A., Hashemibeni B., Moradi I., Narimani M. The evaluation of toxicity of carbon nanotubes on the human adipose-derived-stem cells in-vitro // Advanced Biomedical Research. — 2014. — V. 3. — doi:10.4103/2277-9175.125729

11. Дерябин Д.Г., Васильченко А.С., Алешина Е.С., Тлягулова А.С., Никиян А.Н. Исследование взаимодействия углеродных наноматериалов с клетками Escherichia coli методом атомно-силовой микроскопии // Российские нанотехнологии. — 2010. — Т. 5. — №11–12. — С. 103–108.

12. Nikiyan H., Vasilchenko A., Deryabin D. AFM investigations of various disturbing factors on bacterial cells // Microscopy: science, technology, applications and education (Microscopy book series — ISBN (13). 978-84-614-6189-9). — 2010. — №4. — V. 1. — P.523–529.

13. Liu S., Wei L., Hao L., Fang N., Chang M.W, Xu R., Yang Y., Chen Y. Sharper and faster "Nano Darts" kill more bacteria: a study of antibacterial activity of individually dispersed pristine single-walled carbon nanotube // ACS Nano. — 2009. — V. 3. — №12. — P. 3891–3902.

14. Liu S., Ng A.K., Xu R., Wei J., Tan C.M., Yang Y., Chen Y. Antibacterial action of dispersed single-walled carbon nanotubes on Escherichia coli and Bacillus subtilis investigated by atomic force microscopy // Nanoscale. — 2010. — V. 2. — №12. — P. 2744–2750. — doi:10.1039/c0nr00441c

15. Ahmed F., Santos C.M., Vergara R.A., Tria M.C., Advincula R., Rodrigues D.F. Antimicrobial applications of electroactive PVK-SWNT nanocomposites // Environmental Science and Technology. — 2012. — V. 46. — №3. — P. 1804–1810. — doi:10.1021/es202374e

16. Longo G., Kasas S. Effects of antibacterial agents and drugs monitored by atomic force microscopy // Wiley Interdisciplinary Reviews: Nanomedicine and Nanobiotechnology. — 2014. — V. 6. — №3. — P. 230–244. — doi:10.1002/wnan.1258

17. Дерябин Д.Г., Васильченко А.С., Никиян А.Н. Исследование воздействия ампициллина на морфологические и механические свойства клеток Escherichia coli и Bacillus cereus с использованием метода атомно-силовой микроскопии // Антибиотики и химиотерапия. — 2011. — Т. 56. — №7–8. — С. 7–12.

18. Perry C.C., Weatherly M., Beale T., Randriamahefa A. Atomic force microscopy study of the antimicrobial activity of aqueous garlic versus ampicillin against Escherichia coli and Staphylococcus aureus // Journal of the Science of Food and Agriculture. — 2009. — V. 89. — №6. — P. 958–964. — doi:10.1002/jsfa.3538

19. Yang L., Wang K., Tan. W., He X., Jin R., Li J., Li H. Atomic force microscopy study of different effects of natural and semisynthetic ?-lactam on the cell envelope of Escherichia coli // Anal. Chem. — 2006. — V. 78. — P. 7341–7345.

20. Mohan K.V.K., Rao S.S., Atreya C.D. Evaluation of antimicrobial peptides as novel bactericidal agents for room temperature-stored platelets // Transfusion. — 2010. — V. 50. — P. 166–173.

21. Vasilchenko A.S., Nikiyan H.N, Deryabin D.G. Atomic force microscopy study of magainin 2 versus human platelet extract action on Escherichia coli and Bacillus cereus // Journal of biological research. — 2013. — №19. — P. 3–9.

22. Meincken M., Holroyd D.L., Rautenbach M. Atomic force microscopy study of the effect of antimicrobial peptides on the cell envelope of Escherichia coli // Antimicrobial Agents and Chemotherapy. — 2005. — V. 49. — № 10. — P. 4085–4092.

23. Филонов А., Яминский И. Обработка и анализ данных в сканирующей зондовой микроскопии: алгоритмы и методы // Наноиндустрия. — 2007. — №2. — С. 32–34.

24. Alsteens D., Verbelen C., Dague E., Raze D., Baulard A., Dufrene Y. Organization of the mycobacterial cell wall: a nanoscale view // Pflugers Archiv European Journal of Physiology. — 2008. — V. 456. — № 1. — P. 117–125.

25. Gilbert Y., Deghorain M., Wang L., Xu B., Pollheimer P.D., Gruber H.J., Errington J., Hallet B., Haulot X., Verbelen C., Hols P., Dufrene Y. Single-molecule force spectroscopy and imaging of the vancomycin/d-Ala-d-Ala interaction // Nano Letters. — 2007. — V. 7. — №3. — P. 796–801.

26. Ramos-Vara J.A. Technical aspects of immunohistochemistry // Veterinary pathology. — 2005. — V.42. — №4. — P. 405-426.

27. Kuo J. Electron microscopy: methods and protocols. Humana Press. — 2007. — 608 p. — ISSN 1064-3745.

28. Kuznetsov V.Y., Ivanov Y.D., Archakov A.I. Atomic force microscopy revelation of molecular complexes in the multiprotein cytochrome P450 2B4-containing system // Proteomics. — 2004. — V. 4. — №.8. — P. 2390–2396.

29. Способ детекции токсичных белков на основе сканирующей зондовой микроскопии / В. А. Быков [и др.]; ЗАО "НТ-МДТ". — № 2003121587/13 ; Заявл. 16.07.2003 ; Опубл. 10.01.2006 Патент 2267787 Российская Федерация, МКИ G01N 33/577.

30. Малюченко, Н.В. Детекция иммунных комплексов с помощью атомно-силовой микроскопии // Биофизика. — 2004. — Т. 49. — № 6. — С. 1008–1014.

31. Dykman L.A., Staroverov S.A., Bogatyrev V.A., Shchyogolev S.Yu. Gold nanoparticles as an antigen carrier and as an adjuvant. In: Gold Nanoparticles: Properties, Characterization and Fabrication, Ed. by Chow P.E. — New York: Nova Science Publishers. — 2010. — Ch. 2. — P. 59–88.

32. Tatlybaeva E.B., Nikiyan H.N., Vasilchenko A.S., Deryabin D.G. Atomic force microscopy recognition of protein A on Staphylococcus aureus cell surfaces by labeling with IgG-Au conjugates // Beilstein J. Nanotechnol. — 2013. — №4. — P. 743–749.

33. Nordstrom M., Keller S., Lillemose M., Johansson A., Dohn S., Haefliger D., Blagoi G., Havsteen-Jakobsen M., Boisen A. SU-8 cantilevers for bio/chemical sensing; Fabrication, characterisation and development of novel read-out methods // Sensors. — 2008. — V. 8. — №3. — P. 1595–1612.

34. Steffens C., Leite F.L., Bueno C.C., Manzoli A., Herrmann P.S. Atomic force microscopy as a tool applied to nano/biosensors // Sensors. — 2012. — V. 12. — №6. — P. 8278–8300. — doi:10.3390/s120608278

35. Сафенкова И.В., Жердев А.В., Дзантиев Б.Б. Применение атомно-силовой микроскопии для характеристики единичных межмолекулярных взаимодействий // Успехи биологической химии. — 2012. — Т. 52. — С. 281–314.

36. Fuhrmann A., Schoening J.C., Anselmetti D., Staiger D., Ros R. Quantitative analysis of single-molecule RNA-protein interaction // Biophysical Journal. — 2009. — V. 96. — №12. — P. 5030–5039.

37. Lynch S., Baker H., Byker S.G., Zhou D., Sinniah K. Single molecule force spectroscopy on G-quadruplex DNA // Chemistry a European journal. — 2009. — V. 15. — №33. — P. 8113–8116.

38. Eckel R., Wilking S.D., Becker A., Sewald N., Ros R., Anselmetti D. Single-molecule experiments in synthetic biology: an approach to the affinity ranking of DNA-binding peptides // Angewantde chemie international edition. — 2005. — V. 44. — №25. — P. 3921–3924.

39. Porter-Peden L., Kamper S.G., Wal M.V., Blankespoor R., Sinniah K. Estimating kinetic and thermodynamic parameters from single molecule enzyme-inhibitor interactions // Langmuir. — 2008. — V. 24. — №20. — P. 11556–11561.

40. Yew Z.T., Olmsted P.D., Paci E. Free energy landscapes of proteins: insights from mechanical probes // Single-Molecule Biophysics. — 2012. — V. 146. — P. 395–417.

41. Kuznetsov Y.G., Daijogo S., Zhou J., Semler B.L., McPherson A. Atomic force microscopy analysis of icosahedral virus RNA // Journal of molecular biology. — 2005. — V. 347. — №1. — P. 41–52.

42. Kuznetsov Y.G., McPherson A. Atomic force microscopy in imaging of viruses and virus-infected cells // Microbiology and molecular biology reviews. — 2011. — V. 75. — №2. — P. 268–85. — doi:10.1128/MMBR.00041-10

43. Porter M.D., Driskell J.D., Kwarta K.M., Lipert R.J., Neill J.D., Ridpath J.F. Detection of viruses: atomic force microscopy and surface enhanced Raman spectroscopy // Developments in biologicals. — 2006. — V. 126. — P. 31–39.

44. Шебанова А.С., Саватеев М.Н., Малюченко Н.В., Трофимов Д.Ю., Агапов И.И. Новый метод количественной оценки вирусных частиц // Биомедицинская химия. — 2009. — Т.55. — Вып.5. — С 610–620.

45. Carrasco C., Luque A., Hernando-Perez M., Miranda R., Carrascosa J.L., Serena P.A., de Ridder M., Arvind R., Gomez-Herrero J., Schaap I.A.T., Reguera D., de Pablo P.J. Built-in mechanical stress in viral shells // Biophysical Journal. — 2011. — V. 100. — № 4. — P. 1100–1108.

46. Hernando-Perez M., Miranda R., Aznar M., Carrascosa J.L., Schaap I.A.T., Reguera D., Pablo P.J. Direct measurement of phage phi29 stiffness provides evidence of internal pressure // Small. — 2012. — V. 8. — №15. — P. 2366–2370. — doi:10.1002/smll.201200664

47. Полещук Н., Асташонок А., Рубаник Л., Капитулец С., Жавнерко Г., Парибок И., Фарния П., Яминский И. Нанотехнологические подходы для диагностики бактериально-вирусных инфекций // Наноиндустрия. — 2012. — Вып. 35. — С. 48–54.


О статье

Авторы: Никиян А.Н., Татлыбаева Е.Б.

Год: 2014


Главный редактор
Жанна Анатольевна
ЕРМАКОВА

Crossref
Cyberleninka
Doi
Europeanlibrary
Googleacademy
scienceindex
worldcat
© Электронное периодическое издание: ВЕСТНИК ОГУ on-line (VESTNIK OSU on-line), ISSN on-line 1814-6465
Зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
Свидетельство о регистрации СМИ: Эл № ФС77-37678 от 29 сентября 2009 г.
Учредитель: Оренбургский государственный университет (ОГУ)
Главный редактор: Ж.А. Ермакова
Адрес редакции: 460018, г. Оренбург, проспект Победы, д. 13, к. 2335
Тел./факс: (3532)37-27-78 E-mail: vestnik@mail.osu.ru
1999–2020 © ЦИТ ОГУ