Дестабилизация генома и ускорение эволюции бактерий, вызываемые углеводородным загрязнением Сазыкин Иван Сергеевич

Краткое описание

Сазыкин,ИванСергеевич.Дестабилизациягеномаиускорениеэволюциибактерий,вызываемыеуглеводороднымзагрязнением: диссертация ... доктора биологических наук : 03.02.08 /СазыкинИванСергеевич; [Место защиты: ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»]. - Ростов-на-Дону, 2021. - 270 с. : ил.больше
Цитаты из текста:

стр. 1
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южный федеральный университет» На правах рукописиСазыкинИванСергеевичДЕСТАБИЛИЗАЦИЯГЕНОМАИУСКОРЕНИЕЭВОЛЮЦИИБАКТЕРИЙ,ВЫЗЫВАЕМЫЕУГЛЕВОДОРОДНЫМЗАГРЯЗНЕНИЕМ03.02.08 экология (биологические науки) Диссертация

стр. 10
изменением экспрессии генов, уровнем мутагенеза и определить вероятный механизм адаптивнойдестабилизациигеномав популяциях нефтеокисляющихбактерийпод воздействиемуглеводородныхсубстратов. 6. Оценить влияниезагрязненияпочв полициклическими ароматическими углеводородами на генетическую устойчивость

стр. 198
считавшиеся мутагенами, могут усиливать мутагенез в популяциях 199 углеводород­окисляющихбактерий.Углеводородныесубстраты в мутагенных концентрациях не обязательно являются токсичными длябактерий, и даже могут стимулировать их выживаемость. Взаимодействиебактерийсуглеводороднымсубстратом, его

Оглавление диссертациидоктор наук Сазыкин Иван Сергеевич
Введение
Актуальность исследования
Цель и задачи исследования
Научная новизна
Положения, выносимые на защиту
Научно-теоретическое и практическое значение результатов
исследования
Апробация работы
Конкурсная поддержка работы
Личный вклад автора
Публикации
Объем и структура работы
1 Обзор литературы
1.1 Введение
1.2 Активные формы кислорода и источники окислительного стресса в бактериальной клетке
1.3 Повреждения, вызываемые АФК, и влияние окислительного стресса на прокариотическую клетку
1.4 Защита бактериальной клетки от повреждающего действия АФК
1.4.1 Ферменты антиоксидантного комплекса
1.4.2 Неферментативные антиоксиданты
1.4.3 Другие механизмы защиты
1.5 Регуляция бактериального ответа на окислительный стресс
1.5.1 Регулон БохЕ^
1.5.2 Регулон ОхуЯ
1.5.3 Регулон ОИгЯ
1.5.4 Регулон RpoS(aS)
1.5.5 Регулон RpoE (оЕ)
1.5.6 Fur-регуляторы
1.5.7 SOS-ответ
1.5.8 Другие механизмы регуляции ответа на окислительный стресс
1.6 Вещества, вызывающие окислительный стресс в бактериальной клетке
1.6.1 Металлы
1.6.2 Кислоты
1.6.3 Окислительно-восстановительные соединения
1.6.4 Антибиотики и дезинфектанты
1.6.5 Пестициды
1.6.6 Углеводороды
1.6.7 Ксенобиотики
1.7 Роль окислительного стресса в адаптивной эволюции бактерий. 111 2 Материалы и методы исследований
2.1 Материалы исследований
2.1.1 Бактериальные штаммы
2.1.2 Химические вещества
2.1.3 Питательные среды
2.1.4 Отбор проб почв
2.2 Методы исследований
2.2.1 Идентификация исследуемых штаммов микроорганизмов
2.2.1.1 Идентификация по культуральным признакам
2.2.1.2 Идентификация при помощи изучения масс-спектров рибосомальных белков
2.2.1.3 Идентификация при помощи секвенирования генов 16S рибосомальной РНК
2.2.2 Определение АФК, производимых нефтьдеградирующими микроорганизмами
2.2.2.1 Определение генерации супероксид анион-радикала
2.2.2.2 Определение накопления пероксида водорода в среде культивирования нефтьдеградирующих микроорганизмов
2.2.3 Определение влияния углеводородов на возникновение устойчивых к рифампицину мутантов в популяциях P. putida, R. erythropolis, Ac. calcoaceticus и Ach. xysosoxidans
2.2.4 Изучение транскрипционной активности генов у бактерий-деструкторов
2.2.4.1 Подбор и апробация праймеров
2.2.4.2 Культивирование микроорганизмов для изучения экспрессии
2.2.4.3 Изучение экспрессии генов
2.2.5 Выделение тотальной ДНК из образцов почвы
2.2.6 Анализ генов устойчивости к антибиотикам
2.2.7 Анализ генов биотрансформации углеводородов
2.2.8 Определение количества АРГ и генов начальных стадий деградации углеводородов
2.2.9 Экстракция и анализ ПАУ
2.3 Анализ данных и статистическая обработка
3 Результаты и обсуждение
3.1 Биотрансформация углеводородов значительно усиливает генерацию АФК в бактериальных популяциях
3.1.1 Генерация супероксид анион-радикала бактериями в присутствии углеводородов
3.1.2 Накопление пероксида водорода при культивировании бактерий в присутствии углеводородов
3.2 Присутствие углеводородов усиливает мутагенез в популяциях нефтеокисляющих бактерий
3.3 Углеводороды усиливают экспрессию генов ответа на
окислительный стресс, SOS-ответа, RpoS-регулона и стресс-зависимой неточной ДНК-полимеразы IV
3.4 Вероятный механизм ускорения адаптивной эволюции бактерий неоптимальными органическими субстратами
3.5 Влияние загрязнения полициклическими ароматическими углеводородами на распространение генетического материала в природных почвенных микрбиомах
3.5.1 Загрязнение исследуемых почв ПАУ
3.5.2 Идентификация источника ПАУ
3.5.3 Выявление генов устойчивости к антибиотикам в образцах почвы
3.5.4 Идентификация генов начальных стадий биотрансформации углеводородов с помощью ПЦР
3.5.5 Влияние ПАУ на распространение генетического материала в
почвенных микробиомах
Заключение
Выводы
Список использованной литературы
Перечень использованных сокращений
АБ - антибиотики
АРБ - устойчивые к антибиотикам бактерии АРГ - гены устойчивости к антибиотикам АФК - активные формы кислорода
ВКПМ - Всероссийская коллекция промышленных микроорганизмов
ДТ - дизельное топливо
КА - кластерный анализ
КОЕ - колониеобразующая единица
ОЦ ДНК - одноцепочечная ДНК
ПАУ - полициклические ароматические углеводороды
ТКО - твердые коммунальные отходы
ХЛ - хемилюминесценция
LB - среда Луриа-Бертани
LMW - low molecular weight
HMW - high molecular weight
РСА - principal component analysis (анализ главных компонентов)
Введение