Жизнь микробов в экстремальных условиях - Кашнер Д.
Скачать (прямая ссылка):
ных давлениях, а оптимальная температура инактивации равнялась примерно 25°С в изученной области от 0 до 50°С. Как показали -фотографии, сделанные в электронном микроскопе, большинство убитых вирусов в суспензиях, подвергнутых действию высокого давления, имели сокращенные чехлы отростков, а у многих из них головки были лишены содержимого. Аналогичные изменения происходят под действием мочевины или в результате инкубации вируса со стенками клетки-хозяина.
Давление способно также нарушить равновесие между лизогенной клеткой-хозяином и профагом. Если клетки Е. coli инкубировали под давлением -2000 атм при 37°С в течение 5 мщ-i, то они освобождали вирулентные фаговые частицы (Rutberg, Не-den, 1960); эти частицы, как видно на электронных микрофотографиях, в морфологическом отношении сходны с колифагом ТБ и, возможно, PI (Edebo, Rutberg, 1960). В дальнейших исследованиях было показано, что давление 290 атм индуцирует освобождение фага к лизогенной культурой Е. coli К (Rutberg, 1964с).
Как и следовало ожидать, фаги отличаются относительно широким спектром чувствительности к давлению. Раутенштейн и Мурадов (1966) обнаружили, что четыре фага, выделенные из полилизогенного штамма Actinomyces levoris, отличаются очень высокой барочувствительностью и инактивируются, уже при давлении около 500 атм и температуре 28°С за 30 мин. Фаги из другого актиномицета, A. olivaceus, были более устойчивыми — давление в 700 атм почти, не действовало на них в течение 30 мин. Давление.всего в 200 атм индуцирует освобождение вышеупомянутых четырех'фагов спорами A. levoris, в то время как даже для минимальной индукции освобождения фагов спорами A. olivaceus требуются более высокие давления: от 500 до 700 атм. Инкубация спор обоих организмов при 700 атм в течение 30 мин не приводит к их гибели.
Давление может также инактивировать вирусы животных и растений. Было найдено, что стафилококковые фаги инактивируются в течение 45 мин при давлении-от 2000 до 3000 атм, вирус герпеса — при давлении 3000 атм, вирусы осповакцины, бешенства, ящура и куриной оспы — при давлении 4000—5000 атм, а вирус энцефаломиелита лошадей — при давлении 7000 атм (Basset et al., 1938). Наиболее подробно была изучена инактивация под действием давления вируса табачной мозаики (Basset et al., 1938; Lauffer, Dow, 1941). Этот процесс носит по-видимому, кооперативный характер, поскольку давления от 5000 до 6000 атм не оказывали никакого действия, в то время как давления от 7500 до 9000 атм уже через несколько минут приводили к инактивации вируса, причем изменение объема было весьма значительным. Во время инактивации происходила коагуляция
вирусного белка и освобождение вирусной нуклеиновой кислоты. Оказалось, однако, что сначала имеет место инактивация, а потом уже коагуляция, которая представляет собой, ио-видпмому, вторичный процесс, следующий за дезинтеграцией вируса (Lauffer, Dow, 1941).
Относительная устойчивость вирусов к давлению наводит на мысль, что эти организмы способны выживать в течение очень длительных периодов времени в глубине океана, где процессы, приводящие в обычных условиях к их деструкции, протекают . медленнее. Не исключено, что работа с пробами глубоководных осадков требует особых предосторожностей.
Гибель вегетативных бактериальных клеток под действием давления примечательна в том отношении, что она происходит при сравнительно низких давлениях; кроме того, мы вообще мало знаем об основных механизмах этого процесса. Как правило, давления, лишь ненамного превышающие значение максимального для роста давления, летальны для бактерий. Клетки погибают не просто потому, что перестают расти, а потому, что эти давления убивают их непосредственно. Мы обнаружили, например, что клетки Arthrobacter crystallopoietes быстро погибают в деионизованной воде, морской воде или разбавленном фосфатном буфере под действием давления всего лишь в 1000 атм, хотя в покоящемся состоянии эти организмы могут пребывать при 1 атм .несколько недель. Типичные константы скорости экспоненциальной гибели варьировали от — 0,185 ч-1 в деионизованной воде при 35°С до ~0,055 ч-1 в 10 мМ растворе NaCl при 4°С. Гибель клеток A. crystallopoietes под действием повышенного давления была меньше при 4°С, чем при комнатной температуре. Таким образом, взаимодействие температуры и давления в данном случае отличается от закономерностей, которые наблюдаются для роста. Мы установили, что охлаждение защищает и другие бактерии от гибели под действием давления. Напротив, гибель клеток Е. coli и Serratia marinorubra, вызванная давлением 1000 атм, происходила быстрее при 4°С, чем при 8,5; 15 или 25°С (Kim, ZoBell, 1971). Мы обнаружили также, что соли защищают клетки от гибели, однако их действие связано скорее с изменениями ионной силы, а не со специфическим эффектом ионов. Морита и Бекер (Morita, Becker, 1970) также отмечают защитное действие солей. Как давление, так и соли влияют на электростатические взаимодействия в биополимерах, и не трудно предствить себе, каким образом они могут оказывать противоположное действие.
