ЗАГАЛЬНА МІКРОБІОЛОГІЯ - Т.П. Пирог - 2004

6. РІСТ МІКРООРГАНІЗМІВ

6.2. АДАПТИВНІ РЕАКЦІЇ МІКРООРГАНІЗМІВ НА СТРЕСОВІ ДІЇ

6.2.4. Роль міжклітинних хімічних комунікацій в адаптації мікроорганізмів до стресу

Основна увага дослідників при вивченні механізмів адаптації мікроорганізмів до стресових дій приділяється “індивідуальним’’ механізмам захисту, тобто таким, що відбуваються на внутрішньоклітинному рівні. Так, поряд із змінами в метаболізмі і складі мікробної клітини ретельно досліджені регуляторні механізми, генетика і молекулярно-біологічні аспекти різноманітних стресових дій. При цьому поза увагою дослідників залишилися міжклітинні контакти, “взаємодопомога” клітин в умовах стресів. У деяких роботах бактеріальні колонії і культури розглядаються як єдине ціле, що координовано і адекватно реагує на зміну факторів зовнішнього середовища, або навіть як багатоклітинні організми.

Одним із можливих і найбільш вивченим каналом міжклітинної комунікації є "хімічна мова", тобто передача та отримання інформації за допомогою хімічних сполук. Такі сполуки можна поділити но ауторегулятори (спілкування з клітинами свого виду), атрактинти і репеленти (реагування на умови зовнішнього середовища чераз активний рух), антибіотики та інші антибактеріальні сполуки, синтезовані живими організмами, які пригнічують активність мікроорганізмів.

Відомо, що хімічні сполуки-ауторегулятори відіграють важливу роль у житті мікроорганізмів. Ауторегулятори можуть впливати на ріст і розвиток мікроорганізмів, диференціацію клітин, їхню репродуктивну поведінку, фізіологічний стан. Здатність мікроорганізмів синтезувати в процесі свого розвитку ауто- регуляторні позаклітинні метаболіти була вперше описана в кінці 70-х — на початку 80-х років минулого століття.

Галобактерії а умовах низької солоності, яка спричиняє їхній лізис, виділяють у навколишнє середовище сигнали осмотичної тривоги. що підвищують стабільність клітин у цих умовах.

У стресових умовах клітини бактерій можуть реалізовувати інший механізм колективного захисту — виділення екзометаболітів-протекторів. Якщо розглядати спільне вирощування двох різних мікроорганізмів як стресову для них ситуацію, то можна констатувати, що в умовах такого стресу клітини деяких бацил починають синтезувати специфічний антибіотик проти мікроміцетів, які культивуються спільно з ними. Клітини дріжджів виділяють ряд протекторних екзометаболітів при вирощуванні в присутності фенолу. Утворення різних екзометаболітів, які зв’язують важкі токсичні метали, у відповідь на їх присутність у ростовому середовищі також можна розглядати як один з проявів хімічних комунікацій у мікроорганізмів в умовах стресу. Спільна присутність певних мікроорганізмів, що належать до різних родів і родин, може спричинити утворення екзополісахвридів. Так, накопичення БПС при вирощуванні змішаних культур може бути в 3-4 рази вищим, ніж у разі використання монокультур. Клітини E. coli, оброблені тетрацикліном і неспроможні внаслідок цього до росту, утворюють неідентифікований поки що екзометаболіт (екзометаболіти), який прискорює ріст тетрациклінстійкого штаму цієї бактерії в присутності бактеріостатичної концентрації антибіотика. Цей екзометаболіт виявляє також захисну дію щодо клітин E. coli, які ростуть в умовах теплового, холодового, окисного і осмотичного стресів. Захисна дія виявляється в підвищенні швидкості росту в присутності тетрацикліну і при тепловому стресі або в зменшенні тривалості адаптації до інших стресів.

Слід зазначити, що нині існують лише окремі роботи, виконані на стику двох напрямів — вивченні адаптації до стресів і хімічної мови мікроорганізмів, тобто присвячені вивченню ролі міжклітинних хімічних комунікацій в адаптації бактерій до стресу.