Жизнь микробов в экстремальных условиях - Кашнер Д.
Скачать (прямая ссылка):
Температура может также вызывать ультраструктурные изменения у В. psychrophilus. Клеточные стенки этого психрофила быстро разрушались при 40°С, что сопровождалось слипанием клеток н их гибелью (Alsobrook et al., 1972). Деструкция наружного слоя клеточной стенки занимала 15 мин. Анализ выделившихся продуктов указывает на то, что термолабильность белков может быть отчасти обусловлена отсутствием в них поперечных связей. Для значительного повреждения среднего слоя клеточной стенки требовалось больше времени: полностью он разрушался только спустя 2 ч. Тем не менее клетки с полностью разрушенным средним слоем сохраняли свою форму, если внутренний слой клеточной стенки оставался целым. В отличие от результатов, полученных с грамотрицательным психрофильиым вибрионом (D’Aoust, Kushner, 1971), в данном случае клеточная мембрана не претерпевала изменений.
Модификация структуры клеток психрофилов под действием температуры может сказываться и на их внешнем виде. Например, психрофильный организм В. insolilus при 30°С образует нитевидные клетки в отличие от обычных, которые наблюдаются при 20°С (Ferroni, Inniss, 1973). После 4 ч роста при 20°С 97% клеток имели длину менее 4,4 мкм, а 60% из них были короче 2,2 мкм; при 30°С70% клеток были длиннее 4,4 мкм. Дальнейшая инкубация в течение 8 ч при 30°С приводила к тому, что 83% клеток имели в длину не менее 7,4 мкм, а при 20°С 87% клеток былн короче 2,2 мкм, т. е. разница достигала по крайней мере 3,4 раза. При наблюдении в электронный микроскоп в удлиненных клетках не было выявлено никаких перегородок. Следовательно, при воздействии температур, близких к максимальной температуре роста, нарушается процесс клеточного деления и, ио-видимому, подавляется способность микроорганизма образовывать ¦ перегородки. Процесс образования нитевидных клеток при повышенных температурах является обратимым (Ferroni, Inniss, 1974). Как показали исследования при помощи электронного и светового микроскопа, после инкубации удлиненных клеток при 20°С их способность образовывать перегородки восстанавливается. Кроме того, в тех местах, где осуществляется деление, периодически наблюдается довольно неравномерное возникновение множественных перегородок; в результате от нитей отделяются некоторые очень короткие клетки.
Морфология клеток (а следовательно, и какой-то структур-
ный компонент) психрофильного гриба Sclerotinia borealis претерпевает изменение при относительно низких температурах. После инкубации при 25°С в течение 24 ч структура гиф нарушается, гифы значительно набухают и утрачивают прозрачность; в обычных же условиях, т. е. при 0°С, гифы остаются прозрачными и прямыми, сужаясь к концу (Ward, 1968).
Изолированные клеточные стенки психрофильного микроорганизма В. pstgchrophilus при воздействии повышенных температур подвергаются модификации — при 20°С и выше они разрушаются (Mattingly, Best, 1971). При 20°С кинетика распада клеточных стенок имеет линейный характер; при 37°С скорость распада остается линейной лишь в течение первых 10 мин. При 45°С и выше кинетика разрушения стенок полностью утрачивает линейный характер, а в дальнейшем с повышением температуры возрастает и скорость распада клеточных стенок. Полученные данные говорят о том, что при температурах, превышающих верхние границы роста, разрушение клеточных стенок представляет собой неферментативный процесс, в то время как при температурах ниже этого предела распад стенок носит ферментативный характер. Такая интерпретация получила подтверждение в дальнейших исследованиях (Mattingly, Best, 1972). Оказалось, что изолированные клеточные стенки не подвергаются ферментативному расщеплению при 20°С, если их поместить в холодный 10 М раствор хлористого лития; аналогичные данные были получены в отношении других микроорганизмов (Fan, 1970; Pooley et al., 1970). Однако подобная обработка не оказывала никакого влияния на разрушение клеточных стенок при 37 и 45°С. Далее, ионы кальция не воздействуют на этот процесс при 20°С, но препятствуют ему при температурах, превышающих максимальную границу роста. Следовательно, клеточные стенки этой психро-фильной бактерии весьма чувствительны к температурной модификации.
Изменение поверхностей клеточной структуры облигатного психрофила V. psychroerythrus при воздействии относительно умеренных температур проявляется, по-видимому, в зарегистрированном изменении заряда на поверхности клетки. Этот микроорганизм при температурах выше 2ГС подвергается лизису; после этого, как показал микроэлектрофорез, отмытые клетки отличаются значительно большей электрофоретической подвижностью при pH от 3 до 9 по сравнению с необработанными клетками (Madeley et al., 1967). Были отмечены также химические изменения. Например, из клеток, подвергнутых действию относительно умеренных температур выделяется и претерпевает разрушение свыше половины содержащихся в них липидов (Korngold, Kushner, 1968). Таким образом, изменение заряда на поверхности клеток может объясняться модификацией, которая приводит к
потере материала клеточной поверхности, в результате чего открываются дополнительные заряженные группы (Madeley et al.,
