Жизнь микробов в экстремальных условиях - Кашнер Д.
Скачать (прямая ссылка):
Высокая барочувствительность микроорганизмов при неоп-
тимальиых условиях окружающей среды указывает на то, чта давление может играть роль эффективного экологического фактора даже в относительно мелководных морских или пресноводных местообитаниях и что основные экологически важные воздействия давления проявляются не только в глубине морей и океанов. В сущности до сих пор изучение действия относительно низкого давления на микроорганизмы вытеснялось поисками высоко баротолераитиых или барофильных микроорганизмов, которые имели незначительный успех.
Следует отметить также, что практические аспекты баробиологии микроорганизмов заслуживают большего внимания. Весьма перспективным представляется использование давления для сохранения лабильных материалов. Кроме того, оно может быть рекомендовано, например, для сохранения молока, где полная стерилизация, как правило, не требуется. Для того чтобы широко использовать давление в практических целях, скудных знаний, которыми мы располагаем в настоящее время относительно механизмов летального действия давления на микроорганизмы, явно недостаточно. Тот факт, что для роста многих микроорганизмов давление в 1 атм не является оптимальным, имеет большое значение для применения давления в промышленной микробиологии.
Использование давления в медицинских целях представляет собой еще одну важную область, которая до сих пор почти не изучена. Высокое давление кислорода довольно широко применяется для лечения таких заболеваний, как, например, клостри-диальиый мионекроз; правда, давление в три атмосферы считается здесь максимально безопасным пределом. Сейчас становится очевидным, что человек способен функционировать при относительно высоком давлении (может быть, даже при 150 атм) и что эта способность, по крайней мере отчасти, объясняется антагонизмом между высоким давлением и количеством присутствующих наркотических газов. Следовательно, встает вопрос об использовании давления в качестве основного или дополнительного терапевтического средства. Как показали предварительные опыты, высокое давление водорода может служить эффективным противораковым агентом (Dole et al., 1975).
ДОПОЛНЕНИЕ
С тех пор, как рукопись этой главы была сдана в печать, в баробиологии микроорганизмов были достигнуты значительные успехи. Поиски высоко баротолераитиых или барофильных глубоководных морских бактерий стали более продуктивными с появлением новой аппаратуры, позволяющей отбирать пробы на большой глубине морей и океанов и переносить их на поверх-
ность при том же давлении, которое существует в месте, где была взята проба (Taylor, Jannasch, 1976; Jannasch et al., 1976; Jannasch, Wirsen, 1977a, b). Полученные до сих пор результаты говорят о том, что у глубоководных бактерий отсутствует специфическая адаптация, поэтому они функционируют при высоком давлении так же, как и виды, обитающие на суше или в мелководье; следовательно, необходимо сделать вывод, что микробиологические процессы в глубине океана протекают очень медленно. Шварц и Колуэл (Schwarz, Colwell, 1975b) пришли к такому же выводу на основании своих опытов, в ходе которых они помещали пробы придонных осадков в условия обычного давления, а затем снова подвергали их действию высокого давления. Эти авторы считают также, что большая часть активности метаболизма бактерий, растущих под давлением, связана с процессами сохранения нативного состояния; данный вывод согласуется с результатами, полученными Мацумурой и Маркизом (Matsumura, Marquis, 1977), которые отмечают низкую скорость роста под давлением. Вирсен и Яннаш (Wirsen, Jannasch, 1975) установили, что морские бактерии, растущие под давлением, характеризуются высокой величиной отношения дыхания к биосинтезу. Кроме того, эти авторы обнаружили, что психрофильные бактерии лучше функционировали при высоком давлении и низкой температуре, присущих морским глубинам, чем мезофилы. Тем не менее даже психрофилы очень чувствительны к давлению при низкой температуре, и ассимиляция субстрата в сильной степени подавляется при 8°С даже давлением 20 атм.
В результате изучения барочувствительности систем белкового синтеза различных бактерий Поуп и др. (Pope et al., 1976а) пришли к заключению, что способность бактерий синтезировать* белок при давлении 680 атм, существующем в глубине морей, не зависит от их местообитания, физиологического типа или таксономической группы. Ландау и др. (Landau et al., 1977) продолжили свои опыты по изучению действия давления на синтез белка in vitro;.им удалось четко продемонстрировать, что в определении баротолерантности ключевую роль играют SOS-субчастицы рибосом и что у Pseudomonas bathycetes эти субчастицы устойчивы к давлению при выделении в присутствии 150 мМ КС1, но не 150 мМ NaCl.
Ар кур и и Эрлих (Arcuri, Ehrlich, 1977) обнаружили, что влия-иие лонов тяжелых металлов на рост бактерий зависит от давления, однако эта зависимость носит сложный характер.
Морита (Morita, 1976) рассмотрел вопрос о выживании микроорганизмов, обратив особое внимание на условия с низкой температурой и высоким давлением. Он отмечает, что мезофиль-ные бактерии лучше выдерживают давление при 4°С, чем психрофильные; по его мнению не столь уж удивительно, что микроор-
