Мутант устойчивые к фагу

Ограничения развития фага, обусловленные свойствами бактерии. Зависимость внутриклеточного развития бактериофага от наличия многих ферментов, а также структур бактерий, не всегда существенных для самой клетки, позволяет отбирать такие мутанты бактерий, в которых развитие фага блокировано на разных стадиях — транскрипции, трансляции, репликации НК, сборке зрелых частиц. У таких мутантов адсорбция фага обычно не нарушена. Следует отметить, одиако, что среди фагоустойчивых мутантов с нарушением внутриклеточного развития фага обычно выявляют лишь те мутанты, которые переносят осуществление определенных стадий развития фага. Обычным отбором не удается выявить мутанты, которые, ограничивая развитие фага, и сами погибают. Между тем именно такие мутанты были бы хорошим средством для гашения вспышки фаголизиса. Действительно, ранняя гибель инфицированной бактерии без образования даже минимального количества жизнеспособного фага способствовала бы тому, что вторичные мутанты фага, способные обойти такой тип устойчивости, отбирались бы редко. [c.203]

Результаты анализа таких независимых (отдельных) культур сравнивают с результатами анализа ряда образцов, взятых из одной и той же культуры (пробирки), выросшей после засева клеток в той же концентрации на 1 мл жидкой среды, что и в первом случае, и достигшей той же численности популяции. При наличии устойчивых бактерий, возникших спонтанно до обработки фагом, результаты анализа независимых культур будут отличаться от результатов анализа образцов из одной и той же культуры (пробирки). Причина здесь кроется все в том же клональном распределении мутантов, которое было рассмотрено в связи с тестом. [c.111]

Флуктуационный тест спонтанного происхождения мутантов Е. соН, устойчивых к фагу Т1 [c.140]

В ОДНОМ посеве фаговой суспензии. По этой методике фаги высевают на газон, образованный смесью бактерий Tto и Tto ", взятых в соотношении примерно 1 1. Все Л-мутанты фага образуют обычные стерильные пятна, поскольку они одинаково хорошо заражают и (в результате своего размножения) лизируют клетки обоих индикаторных штаммов, составляющих газон. Фаги же дикого типа /г" " образуют мутные стерильные пятна, так как из двух бактериальных штаммов эти фаги способны лизировать только бактерии штамма Tto . В области каждого стерильного пятна, растущего на штамме Tto , все бактерии штамма Tto устойчивого к фагу Т2/г+, останутся целыми. В результате образуется не прозрачное стерильное пятно, а мутное (фиг. 141). [c.282]

Существуют также мутации бактерий, вызывающие устойчивость к определенным бактериофагам или антибиотикам. Первые из них обычно влияют на способность фага прикрепляться к бактерии-мутанту, поскольку у мутанта несколько изменены белки мембраны. Устойчивые (резистентные) мутанты легко отбираются при посеве клеток, подвергнутых действию какого-либо мутагена, непосредственно на среду, содержащую данный фаг или антибиотик выросшая бактериальная колония и есть мутант. Мутации, вызывающие устойчивость к определенным антибиотикам, хорошо известны, поскольку они создают серьезную проблему для медицины и здравоохранения. Фенотип устойчивости к фагу Т1, обозначается символом Т1 (фенотип чувствительности к фагу-Т1 ). Соответственно, устойчивость и чувствительность к антибиотику стрептомицину обозначают как Str и Str . Ген чувствительности к фагу Т1 обозначается как ton, (ton -синоним Т1 ген чувствительности к стрептомицину-sir (sir -синоним sir ). [c.229]

Возникновение чувствительных клеток в популяции устойчивых бактериальных мутантов. Бактериальные клетки утрачивают способность адсорбировать фаг в период состояния активного размножения. Однако эти же клетки становятся чувствительны- [c.183]

Использование всего комплекса методов сравнения, как простейших, так и относительно более сложных, имеет своей целью отнести фаг к той или иной известной семье фагов, а затем осуществить сравнение с другими фагами в пределах этой семьи. Такое сравнение дает ответ, является ли данный фаг мутантом одного из уже известных фагов или вновь выделенным представителем этой семьи. Отнесение фага, выделенного в условиях производства, к определенной семье имеет принципиальное значение и для выбора способов получения устойчивых форм бактерий, и для оценки способов профилактики фаголизисов этими фагами, и для оценки вероятности повторных фаголизисов на производстве, вызванных фагами данной семьи. [c.194]

Согласно принятому мнению в ходе совместной эволюции бактерий и фагов последнее слово принадлежит бактериям. Следовательно, есть возможность получить устойчивые варианты бактерий, в которых данный фаг не способен развиваться и не может образовать мутантов, преодолевающих устойчивость. Возникает вопрос — почему, в таком случае, природные популяции чувствительных к фагам бактерий не замещаются популяциями полностью устойчивых клеток Однозначного ответа на этот вопрос нет. Согласно одному из предположений в природе могут существовать такие условия, когда клетка, не обладая никаким специально развитым и генетически контролируемым механизмом устойчивости, все-таки не чувствительна к инфекции фагом ( физиологическая устойчивость ). Косвенно в пользу возможности существования такого физиологического ограничения литического развития фагов можно рассматривать, на- [c.196]

Мутанты бактерий с нарушением адсорбции, отобранные по устойчивости к определенному фагу, часто отличаются друг от друга разными свойствами. Наиболее просто это можно пока- [c.198]

Количество адсорбционных рецепторов для каждой из семей фагов ограничено. Поэтому изучение адсорбционных свойств фага, выделенного на производстве, с использованием (заранее созданного) набора фагоустойчивых мутантов, отобранных в отношении других фагов, может показать возможности дальнейшего отбора устойчивых бактериальных мутантов с блокадой адсорбции. [c.200]

Накопление мутаций в определенном гене, контролирующем структуру рецептора бактерии, может привести к нарушению какой-то функции клеточной мембраны, а длительная мутационная изменчивость соответствующего рецепторного белка фага может понизить его стабильность и вместе с тем стабильность частицы фага в целом. Первое из предположений подтверждается частой встречаемостью среди бактериальных фагоустойчивых адсорбционных мутантов форм, несущих изменения и других признаков (мутации с плейотропным эффектом), например скорости деления, устойчивости к антибиотикам, проницаемости и др. Не исключена и возможность возникновения в ходе последовательного отбора фагоустойчивых мутантов бактерий и преодолевающих их устойчивость мутантов фага таких форм белков в адсорбционном аппарате фага, которые могут обладать цитотоксическим эффектом, проявляемым при контакте с клеткой, что предотвратит последующий продуктивный цикл. [c.201]

Бактериальные мутанты, не адсорбирующие фаг. В настоящее время наиболее надежный способ придания фагоустойчивости продуцентам. Поскольку разные фаги имеют часто разные адсорбционные рецепторы, очевидно, что для отбора фагоустойчивых бактерий необходимо использовать набор бактериофагов, активных на этих бактериях, с разными спектрами литической активности (в том числе фагов, относящихся к одной семье, если они различаются по специфичности адсорбции). Очевидно, что все это требует проведения предварительной работы по классификации бактериофагов и по изучению их адсорбционной специфичности. Обычно удается выделить мутанты бактерий, не адсорбирующие все взятые в исследование фаги, хотя иногда и встречаются существенные трудности. Во-первых, некоторые мутационные модификации структуры клеточной поверхности обладают плейотропным эффектом и влияют иа скорость деления клетки или продукцию клеткой метаболита. Во-вторых, иногда бактерии, изначально устойчивые ко всем известным фагам, активным против данного штамма, неожиданно приобретают чувствительность к этим фагам. [c.209]

Спонтанные, или неконтролируемые, мутации возникают с низкой частотой. Например, чтобы обнаружить колонию La (неспособность сбраживать лактозу) среди колоний культуры Е. соИ дикого типа (т. е. La +), необходимо просмотреть 100 000 клонов. Если есть возможность для отбора редких спонтанных мутантов, то задача упрощается. Можно просто высеять большое количество клеток на среду, где рост исходного штамма невозможен. Так получают мутанты, усваивающие новые субстраты, устойчивые к фагам, антибиотикам и другим ингибиторам метаболизма, а также к физическим агентам (температуре, pH и др.). Ревертанты ауксотрофных (т. е. нуждающихся в питательных добавках) мутантов отбирают на минимальных средах, не содержащих соответствующих факторов роста. [c.72]

В случае селекции мутантов, устойчивых к ядам или фагам, можно было поставить и разрешить экспериментально один иэ самых обш,их вопросов генетики бактерий. При селекции мутантов, устойчивых к яду, мы пользуемся тем, что вводим культуру в среду, содержаш,ую этот яд. Спрашивается не являются ли клетки, стабильные к яду, результатом приспособления, или адаптации, культуры к яду Иначе говоря образуются ли в популяции клеток индивидуумы, устойчивые к данному яду заранее, до соприкосновения клеток с ядом, или такие резистентные клетки образуются постепенно при воздействии яда на бактериальную культуру Вопрос сформулирован вполне определенно. Значение его понятно. Его решение отвечает и на извечный вопрос наследуются ли потомством клетки мутационные изменения или приобретенные под действием среды, как это предполага.1 Ламарк. Для решения этой проблемы Дельбрюк и Лурия разработали замечательный эксперимент. [c.300]

Другой тип мутантов, сыгравших большую роль в развитии генетики фагов, был открыт Лурия, который еще в период зарождения генетики бактерий как науки изучал мутации Е. соН Топ - Ton т. е. от чувствительности к устойчивости по отношению к фагу Т1 (гл. VI). Аналогичные спонтанные мутации приводят к тому, что из чувствительных к фагу Т2 клеток Е. соН (Tto ) дикого типа образуются мутанты Tio ". Устойчивость этих бактериальных мутантов обусловлена структурной модификацией их клеточной оболочки, в результате которой не происходит стерео-специфической фиксации органов адсорбции отростка фага Т2 на соответствующих рецепторах клетки. В результате фаг уже не может присоединиться к клетке, и, следовательно, ДНК фага не может быть инъецирована внутрь клетки хозяина. Почему же тогда, несмотря на то что бактерии могут мутировать в устойчивую к фагу форму, в природе до сих пор существуют чувствительные к бактериофагу штаммы Почему в результате естественного отбора чувствительные формы не заменились устойчивыми Почему бактериальные вирусы до сих пор не лишились всех подходящих хозяев и не вымерли в результате этого Ответить на эти вопросы, как и на многие другие вопросы, касающиеся проблем эволюции, не так просто, однако одной из причин сохранения в природе бактериальных штаммов, чувствительных к фагу, могут быть открытые Лурия в 1945 г. мутанты с измененным спектром литического действия. Такие мутантные фаги с измененным спектром литического действия способны преодолеть устойчивость нечувствительных к фагу мутантов бактерий благодаря небольшим изменениям структуры органа адсорбции (по сравнению с фагом дикого типа). Эти структурные изменения позволяют мутантным органам адсорбции осуществлять стереоспецифическую реакцию с рецепторами мутантной фагоустойчивой бактерии, несмотря на модификацию клеточной оболочки, препятствующей присоединению фага дикого типа. Однако появление мутантов с измененным спектром литического действия ни в коей мере не может положить конец борьбе за существование, так как бактериальный штамм, устойчивый к фагу дикого типа и чувствительный к мутантному фагу с измененным спектром литического действия, может образовывать сверхустойчивый бактериальный мутант, устойчивый к обоим фагам. На появление сверхустойчивого бактериального штамма фаг, чтобы не оказаться побежденным, может ответить образованием мутанта со сверхизмененным спектром литического действия. Таким образом, сосуществование в природе бактерий и бактериальных вирусов поддерживается за счет тонкого мутационного равновесия, спасающего обоих антагонистов от полного вымирания. [c.280]

Te TNew ombe (1959) помогает четко ответить на вопрос, возникают ли фагоустойчивые мутанты бактерий в результате прямой адаптации к среде, содержащей фаг, или они возникают спонтанно, т. е. когда добавление фага приводит лишь к отбору уже имеющихся в популяции устойчивых к фагу клеток [106]. Для этого наносят на поверхность чашек Петри с питательным агаром культуру чувствительных к фагу бактерий, которую выдерживают при оптимальной температуре в течение нескольких часов. В период указанного времени увеличивается численность популяции и образуются микроколонии. На половине чашек клоны затем перераспределяют на поверхности питательного агара шпателем после добавления 0,1 мл физиологического раствора. Другая половина чашек остается нетронутой (контроль). После этого все чашки Петри засевают специфическим фагом и выдерживают их в термостате. В итоге подсчитывают число колоний, развившихся из выживших устойчивых клеток. В случае прямой адаптации бактерий к фагу число устойчивых колоний на контрольных чашках всегда будет соответствовать числу их в чашках, где бактерии были перераспределены, так как перераспределение не изменяет числа бактерий на чашках. [c.110]

Процесс выделения полисахаридов можно облегчить путем изменения поверхностных свойств микроорганизма-продуцента (например, за счет удаления поверхностного полимерного ма-териала типа липополисахаридов) В подобных мутантных культурах происходит аутоагглютинация и спонтанная флоку-ляция, что уменьшает число необходимых операций центрифугирования. Однако нужно внимательно следить зачтем, чтобы у таких мутантов клеточный материал, например белки, не утекал из периплазматического пространства или не происходил лизис с загрязнением конечного продукта. К другим изменениям относятся мутации капсулообразующих организмов, приводящие к появлению стабильных, образующих слизи бак терий, а также получение устойчивых к фагам мутантов, что уменьшает риск заражения фагом в процессе производства. [c.233]

Известно много различных мутантов Salmonella typhimurium. Нас будут сейчас интересовать два из них — мутант, неспособный самостоятельно синтезировать аргинин (мутант Arg ), и мутант, обладающий устойчивостью к стрептомицину (S . Взяв их за основу, получили бактерии со следующими комбинациями мутантных признаков (способ их получения будет описан в следующем разделе) Arg S и Arg S . На втором мутанте интенсивно размножается фаг Р22. Этим фагом заражают [c.159]

При глубинном культивировании с аэрацией и взбалтыванием разновидности berliner и entomo idus оказались лизогенными. Появление бактериофага в результате лизиса бактерии обнаружено как с помош,ью электронного микроскопа, так и биологическим тестированием. При исследовании данного явленпя в культурах Вас. thuringiensis мы пытались установить лизогенные разновидности, определить поведение различных разновидностей но отношению к фагу (чувствительность или устойчивость), а также получить устойчивые мутанты. [c.401]

Таким образом, в случае спонтанного мутирования дисперсня /п гораздо больше, чем в случае индуцированной устойчивости. Более того, различие в ожидаемом отношении дисперсия Jn в случае индуцированной фагом устойчивости и в случае спонтанного мутирования с ростом культур постепенно возрастает и оказывается тем существеннее, чем больше делений бактерий произошло в параллельных культурах и чем больше вероятность появления в некоторых из этих культур больших субклонов мутантов. Иными словами, в случае возникновения спонтанных мутаций и, следовательно, клонов мутантных клеток во время роста отдельных культур должны происходить более значительные флуктуации наблюдаемого на опыте числа колоний Топ на культуру, чем при случайной индукции устойчивости в результате контакта бактерий с фагом на чашке. [c.139]

Спонтанное происхождение мутантов Е. oll, устойчивых к фагу Т1 при исследовании методом пересева [c.142]

Ка к только на рубеже этого века для лечения болезней, вызываемых бактериями, стали использовать лекарственные препараты, сразу заметили, что воздействие на бактериальную культуру того или иного лекарственного препарата часто приводит к тому, что чувствительная к этому препарату культура превращается в форму, устойчивую к нему. Лекарственный препарат, взятый в таких количествах, которые наверняка убили бы исходных, чувствительных бактерий, не оказывал влияния на культуру устойчивых бактерий. С началом широкого использования сульфамидных препаратов (в 30-х годах) и антибиотиков пенициллина и стрептомицина (в 40-х годах) развитие у бактерий устойчивости к лекарственным препаратам превратилось в явление обычное и стало (и все еще остается) проблемой огромной практической важности. При попытках объяснить природу этого явления исходили из широко распространенного тогда мнения, что бактерии приобретают устойчивость к лекарствам только после того, как последние на них подействуют. Одним из наиболее выдающихся защитников этого взгляда был Сирил Хиншельвуд, который развил в своей книге Химическая кинетика бактериальной клетки негенную теорию адаптации к лекарственным препаратам. Хиншельвуд считал, что в тех немногих устойчивых бактериях, которые пережили воздействие лекарственного препарата, это лекарство вызвало сдвиг равновесного состояния метаболических реакций с обычного уровня на новый, уже менее подверженный влиянию этого препарата. Книга Хиншельвуда вышла в свет в 946 г., через три года после того, как Лурия и Дельбрюк уже показали спонтанное происхождение устойчивых к фагу мутантов бактерий. Поэтому казалось бы естественным сделать допущение, что наблюдаемое у бактерий изменение от чувствительности к лекарственному препарату к устойчивости также возникает в результате спонтанного мутирования небольшой части популяции чувствительных к лекарству бактерий. В присутствии лекарственного препарата происходит, по-видимому, жесткий отбор таких устойчивых мутантов, так как они могут расти в этих условиях, тогда как все чувствительные клетки дикого типа погибают. Но на Хиншельвуда флуктуационный тест не произвел впечатления, и он опубликовал несколько правдоподобных критических разборов его интерпретации. Он был настолько уверен в правильности своей кинетической теории адаптации, что даже уже в 1953 г. писал Путем, подобным тому, который предполагается рассматриваемой [кинетической] моделью, адаптационные изменения должны происходить настолько легко, что если бы это было не так, то трудно было бы уклониться от вопроса, почему это не так . Авторитет Хиншельвуда в области химической кинетики придавал вес его взглядам, и это, вероятно, на несколько лет задержало развитие генетики бактерий на его родине, в Великобритании. [c.148]

КЛОН мутантных фагов с измененным спектром литического действия, способных одинаково хорошо расти как на устойчивом к фагу Т2 штамме Tto ", так и на обычном хозяине Tto . Такие мутанты с измененным спектром литического действия обозначаются символом h (от английского host range — круг хозяев) Т2/г — это мутант фага Т2, способный заражать устойчивый к фагу T2/i дикого типа штамм Tto " и размножаться на нем. [c.281]

Мутанты бактерий с нарушенн0й--а дсорбцией бактериофагов. Обычно отбор фагоустойчивых мутантов бактерий не представляет особого труда — достаточно смешать большое количество чувствительных бактерий с избытком фага (в жидкой среде или на поверхности твердой питательной среды). Выросшие в этих условиях инкубации колонии после нескольких последовательных пересевов (для очистки от сопутствующего фага) проверяются на наличие признака фагоустойчивости. Как правило, среди клеток удается найти достаточно много мутантов с нарушеппой адсорбцией фага. Однако иногда их выявить трудно или не удается вовсе (либо из-за трудностей определения адсорбции некоторых фагов в жидкой среде, либо в том случае, когда среди устойчивых форм преобладают мутанты, нарушающие внутриклеточное развитие фага). Иногда отобранные в присутствии избытка фага бактериальные клоны после очистки и проверки оказываются неотличимы от исходных чувствительных бактерий. Это бывает, как отмечалось выше, в ряде случаев псевдолизогении (носительства). [c.198]

Пока нет установившегося мнения о пределах коэволюции рецепторов для фага на поверхности бактерий и адсорбционного аппарата фага. Некоторыми исследователями возможности такой коэволюции признаются беспредельными, т. е. предполагается, что в отношении каждого адсорбционно-устойчивого мутанта бактерий можно получить соответствующий мутант фага с расширенным спектром литической активности. Даже из общих соображений это предположение не представляется убедительным. Согласно другой точке зрения, имеющей экспериментальные подтверждения, пределы коэволюции системы бактерия — фаг суп1,ествуют огра- [c.200]

Имея в виду явление носительства, следует подчеркнуть важность не просто отбора устойчивого к фагу штамма бактерий, но и обязательность тщательного изучения механизма устойчивости. Действительно, известны бактериальные мутанты, утратившие возможность адсорбировать фаг и поддерживать его развитие, но способные при определенных физиологических состояниях становиться фагочувствительными. Введение такого штамма в производство не только не защитит от фага, но может привести к появлению фага с более выраженной литической активностью., [c.209]

Эндогенное происхождение вирулентного фага — как мутанта нрофага в данном продуценте — требует замены продуцента (если такие мутанты возникают с высокой частотой) или временного введения другого, устойчивого к данному фагу продуцента (позволяет освободить производство от данного фага), или принятия иных мер (придание профагу свойства дефектности — для понижения вероятности возникновения жизнеспособных вирулентных мутантов). [c.213]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология