Фагоустойчивость

Метод получения фагоустойчивых штаммов состоит в следующем. На поверхность агаровой пластинки, содержащей фаг, высевают стрептомицет. В этих условиях вырастут лишь отдельные фагоустойчивые колонии. При отборе фагоустойчивых вариантов необходимо иметь в виду, что отдельные формы могут быть лизогенными, т.е. содержать фаг. Такие варианты при всех остальных положительных оценках не могут быть рекомендованы для производственных целей. [c.491]

Для предотвращения фаговой инфекции стараются работать с фагоустойчивыми культурами. Их получают путем селекции, постепенно и систематически воздействуя на исходную культуру фагами или мутагенными факторами. Очень важно своевременно обнаружить присутствие фага и ликвидировать источник инфекции. [c.61]

TOB, используя так называемый флюктуационный тест [99]. На примере выявления фагоустойчивых мутантов названный тест выполняется следующим образом. [c.111]

В ряд пробирок с 0,2 или 0,5 мл жидкой питательной среды вносят небольшое количество чувствительных к фагу клеток. Засеянные пробирки выдерживают при оптимальной температуре до тех пор, пока число клеток достигнет требуемой величины. Затем определяют число фагоустойчивых мутантов в каждой пробирке после обработки культуры фагом. С этой целью содержимое каждой пробирки засевают на питательный агар с фагом. [c.111]

Фагоустойчивые мутанты актиномицетов и лактобактерий представляют интерес для соответствующих производств, например, антибиотиков и молочнокислых продуктов [c.226]

Выведение высокоактивных фагоустойчивых штаммов — продуцентов антибиотиков. [c.491]

Селекция фагоустойчивых штаммов бактерий основана на том, [c.491]

Таким образом, наиболее простые способы идентификации и классификации фагов могут быть применены и в заводской лаборатории при условии владения общими методами работы с фагами. Почему так важно определить, к какой именно семье относится выделенный на производстве фаг Фаги, относящиеся к одной семье, имеют сходную генетическую организацию. Их геномы можно представить себе состоящими из блоков генов, модулей, каждый из которых контролирует определенную функцию и связан с другими модулями в определенной, присущей фагам данной семьи, последовательности. Модули могут быть переданы от одного фага другому и при этом будут осуществлять присущую им функцию и в том случае, когда они отличаются по ДНК-гомологии от соответствующих модулей в геноме фага-реципиента. Предполагается, что для каждой семьи фагов количество вариантов таких модулей, контролирующих определенную функцию, ие может быть слишком велико. Следовательно, изучение достаточно большого количества фагов — независимых изолятов, относящихся к данной семье, позволяет предсказать, иапример, могут ли (и с какой вероятностью) встретиться фаги, обладающие такой структурой модуля, контролирующего адсорбцию, что отобранные ранее фагоустойчивые клетки ие будут проявлять устойчивости к этому новому фагу. Это позволит ориентировочно определить длительность возможного использования того или иного продуцента в производстве в нестерильных условиях, а также оценить перспективность получения штаммов, устойчивых одновременно ко всем фагам разный семей, активных на данных бактериях. [c.195]

Признак неравномерности распределения разных семей фагов в отношении определенного продуцента важен для промышленности и по другой причине. Использование продуцентов с выраженной неравномерностью с ограниченным числом активных семей фагов или разной частотой фагов разных семей позволяет надеяться на получение фагоустойчивых бактерий, проявляющих устойчивость ко всем известным фагам. [c.196]

МЕХАНИЗМЫ ФАГОУСТОЙЧИВОСТИ БАКТЕРИЙ [c.196]

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]

Лизогенная конверсия как причина фагоустойчивости [c.202]

Возникновение фагоустойчивости при нарушении внутриклеточного развития фага [c.202]

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]

Выявление роли бактериофага как причины неудачных ферментаций обычно является задачей заводской лаборатории. Вместе с тем глубокое изучение свойств вновь выделенного фага, вплоть до его классификации, провести в заводской лаборатории трудно как из-за ограниченных возможностей в использовании дорогостоящих приборов и реактивов, так и прежде всего из-за опасности распространения фага иа производстве (для многих методов исследования требуются большие количества фага). Поэтому работу по классификации фага целесообразно проводить в специализированной фаговой лаборатории, хорошо оснащенной и обладающей соответствующим опытом работы с фагами. Отобранные на любых стадиях работы фагоустойчивые варианты бактерий-продуцентов должны пройти обязательную проверку на сохранение ими всех необходимых производственных свойств и на отсутствие нежелательных свойств, которые могут возникнуть в ходе придания клеткам признака фагоустойчивости. Эти работы в наилучшей степени могут быть выполнены в генетико-селекционной лаборатории. [c.206]

Опережающий поиск в природных условиях новых фагов, активных на данном продуценте и бактериях родственных видов, отбор фагоустойчивых вариантов к соответствующим фагам. Исследование механизмов фагоустойчивости бактерий. Классификация фагов с использованием современных методов анализа ДНК и белков. [c.207]

Изучение сохранения производственных свойств (продуктивности и др.) у фагоустойчивых мутантов и, при необходимости, осуществление работы по приданию фагоустойчивым вариантам соответствующих свойств. [c.207]

Поскольку внедрение фагоустойчивого штамма в производство требует осуществления обязательных испытаний, работу по отбору фагоустойчивых вариантов (их проверку и характеристику) следует проводить заблаговременно, используя группу фагов, выделенных во внешней среде. Предварительное получение набора разрешенных к внедрению фагоустойчивых продуцентов может в условиях начавшегося фаголизиса быть гарантией его быстрого гашения. [c.209]

Ниже рассматриваются способы придания продуцентам фагоустойчивости в соответствии с описанными ранее механизмами и дается оценка относительной эффективности этих механизмов. Кроме того, рассматриваются специальные приемы — использование многокомпонентного посевного материала, ротации культур — как способы предотвращения фаголизисов и уменьшения ущерба от них. [c.209]

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]

Поиск фагоустойчивого штамма в группе заранее отобранных запасных продуцентов и при нахождении такого — немедленное введение его в производство. [c.213]

Очевидно, что универсального способа борьбы с фаголизисами не существует. Однако постоянная, систематически проводимая работа по выделению бактериофагов, исследованию их свойств быстрое внедрение фагоустойчивых штаммов бактерий могут стать основой производства, свободного от фаголизисов. [c.216]

В промышленных условиях энтобактерин получают глубинным культивированием. Полученную клеточную массу с содержащимися в ней спорами высушивают лиофилизацией или в распылительной сушилке. Культура Ba illus ereus восприимчива к фагам, поэтому селекционеры усиленно ищут фагоустойчивые активные культуры. [c.132]

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]

Запаздывающее проявление мутаций. Если в гаплоидной клетке произойдет реверсия, превращающая ауксотрофную мутантную клетку в прототрофную, то такая обратная мутация сразу проявится в феноти пе. Восстановление способности вырабатывать определенный фермент можно в надлежащих условиях тотчас же распознать. Иначе обстоит дело с мутациями, приводящими, наоборот, к ауксотрофному состоянию, например к утрате способности синтезировать определенную аминокислоту. Такие мутации удается распознать лишь по прошествии периода, включающего несколько клеточных генераций. Запаздывающее проявление объясняется в данном случае тем, что, хотя мутация и делает невозможным синтез необходимого фермента, еще продолжает какое-то время действовать фермент, синтезированный ранее. Новый признак проявится лишь тогда, когда в результате клеточных делений произойдет достаточное разбавление этого фермента. С запаздывающим изменением фенотипа приходится также считаться при выявлении фагоустойчивых бактерий. Если фагочувствительные бактерии приобретают устойчивость в результате мутации, ведущей к утрате способности синтезировать особое рецепторное вещество, то эта устойчивость выявится лишь тогда, когда в результате ряда клеточных делений это вещество будет в достаточной мере разбавлено. [c.448]

Один из радикальных путей решения данного вопроса заключается в разработке метода получения фагоустойчивых, высоковирулентных и продуктивных штаммов на генетической основе, то есть путем направленной селекции с использованием биологических и химических мутагенов и применения гибридизации. В небольших объемах эти исследования проводятся в ВИЗР. Однако научные учреждения, которых это более всего касается, находятся в серьезной задолженности перед промышленностью. Другие способы защиты от фагов, в частности поддержание соответствующего санитарно-гигиенического режима в цехах и емкостях, где выращивают микроорганизмы, также могут давать высокий эффект. К сожалению, на заводах этот путь защиты от фагов еще недооценивается. Научные учреждения и заводские лаборатории очень мало уделяют внимания подбору ингибиторов фагов и введению их в питательные среды. А между тем этот способ защиты от фагов более доступен и может оказаться наиболее надежным. [c.269]

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]

Фагоустойчивые штаммы Salmonella, не адсорбирующие фаг Р22, неспособны к генетическому взаимодействию с фильтрующимся агентом фаг Р22 и фильтрующийся агент имеют один и тот же спектр действия. [c.353]

Вывод, к которому пришли Луриа и Дельбрюк, состоял в том, что Tl -KfleTKH возникли спонтанно в отсутствие селективного фактора (фага Т1). Этот вывод основывался на статистических аргументах-большей изменчивости числа Tl колоний среди чашек, засеянных клетками из малых пробирок, по сравнению с теми, на которые высевали пробы большой пробирки. Прямое доказательство спонтанной природы Т1 -клеток были получены Джошуа Ледерберг и Эстер Ледерберг в 1952 г. (см. рис. 8.1). Около 10 клеток чувствительного к фагу Т1 штамма Е. соИ высевали на чашку с питательной средой и культивировали в течение нескольких часов до появления бактериальных колоний. Эти колонии перепечатывали на бархат, а с него на 3 чашки, предварительно засеянные фагом Т1 (рис. 20.15). Тот факт, что Т1 -колонии появлялись на всех трех чашках в одних и тех же точках, указывал на то, что эти колонии происходят от конкретных колоний на исходной чашке и что фагоустойчивость возникла до контакта с этим фагом. Если бы появление Tl -KofloHnfi было индуцировано фагом Т1, то такие колонии располагались бы на разных чашках в разньа точках. Этот эксперимент окончательно убедил биологов в том, что бактерии содержат спонтанно мутирующие гены, подобно всем другим организмам. [c.26]

Т1-ЭТО вирулентный фаг, лизирую-щий зараженную им чувствительную клетку. Доказательство спонтанной природы фагоустойчивых клеток Е. соН, полученное Ледер-бергами, состояло в демонстрации факта, что такие клетки появляются в фагочувствительной культуре до того, как культура подвергается действию фага. С другой стороны, лямбда-фаг-это фаг умеренный, и он способен лизогенизировать чувствительную бактериальную клетку, делая ее иммунной к последующей инфекции. Таким образом, при инфицировании фагом лямбда чувствительной культуры часть клеток окажется лизогенной и потому устойчивой. Поскольку такие клетки возникают с достаточно высокой частотой, они не будут производить впечатления возникающих спонтанно. [c.294]

Именно изменение спектра литической активности (расширение его) часто является причиной появления на производстве фага как литического агента. Выявление особенности спектра литического действия фага могут быть полезны при определении пути попада1шя данного фага на производство, а также при выборе способов придания клеткам фагоустойчивости. [c.188]

Другое предположение исходит из того, что фагу необходимы функции бактерии, в определенных условиях обязательные и для поддержания ее жизнеспособности. Действительно, иапример, белок LamB f. o//, рецептор фага A, обеспечивает транспорт в клетку мальтозы, а рецептор фага BF23 одновременно является рецептором и витамина Bia и т. д. В этом случае фагоустойчивые клетки могут оказаться в определенных условиях неконкурентоспособными и их популяция будет снова замен ена популяцией чувствительных клеток. Ниже будут рассмотрены механизмы, определяющие устойчивость бактерий к фагам. [c.197]

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]

Знание фаготипа продуцента, имея в виду под этим все многообразие фагов, активных на данных бактериях, а также фагов, активных на близкородственных бактериях, должно быть обязательной предпосылкой для введения бактерий в производство. Недопустимо внедрять в производство бактерии заведомо чувствительные к известным бактериофагам, даже если эти штаммы обладают ценными производственными свойствами — высоким уровнем биосинтеза и т. д. Такие штаммы требуют дополнительной работы по приданию им свойства фагоустойчивости. [c.208]

Использование в качестве факторов ограничения роста фагов таких специфических взаимодействий оправдано лищь в том случае, когда, например, в результате предварительного изучения фагов подтверждено, что больщинство из них действительно могут быть эффективно ограничены при использовании этого приема. Правомерность приведенных рассуждений сохраняется и для комбинированного использования разных способов придания фагоустойчивости. [c.210]

Защита <хоткрытых производств, использующих бактериальные продуценты. Современное микробиологическое производство, рассчитанное на осуществление операций в стерильных условиях, может в принципе быть спободным от фаголизисов. Использование нелизогенных продуцентов, высококачественных аппаратов, тщательное соблюдение технологической дисциплины на всех этапах производства должны гарантировать, что бактериофаги в производственные емкости не попадут вообще. Между тем ряд производств и процессов осуществляется в относительно нестерильных или полностью нестерильных условиях (виноделие, сыроделие, очистка микроорганизмами промышленных стоков и т. п.). Очевидно, что в этих случаях требования к фагоустойчивости исходных штаммов резко повышаются. [c.210]

При появлении фага, активного на одном из штаммов, входящих в многокомпонеш ную смесь, когда титр этого фага превышает некоторую критическую величину (определяемую в каждом случае особо, исходя из реального влияния фаголизиса на выход продукта и его качество), штамм, в отношении которого обнаружен фаг, из исходной смеси изымается и производство продолжается на оставшихся в смеси штаммах одновременно начинается работа по получению фагоустойчивого варианта штамма, изъятого из общей смеси. Полученный фагоустойчи- [c.211]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология