ИЗУЧЕНИЕ АНТАГОНИСТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ БАКТЕРИЙ, ПОДАВЛЯЮЩЕЙ СИНТЕЗ ФЕНАЗИНОВ PSEUDOMONAS AERUGINOSA

Цель исследования - поиск микроорганизмов, способных подавлять реакции чувства кворума, связанных с продукцией феназинов (пиоцианина). Образование пиоцианина, относящегося к оксифеназинам, является одним из индикаторов реакции чувства кворума. Для поиска антагонистически активных штаммов бактерий проводили сокультивирование микроорганизмов с культурами синегнойной палочки и определяли подавление продукции оксифеназинов. Для поиска штаммов, подавляющих продукцию пиоцианина, использовали 14 культур бактерий родов Pseudomonas, Acinetobacter, Enterobacter, Staphylococcus, Microbacterium, Serratia, Sphingobacterium, Lactobacillus, Weisella. Пиоцианин последовательно экстрагировали хлороформом и 0,2М соляной кислоты, затем его содержание определяли спектрофотометрически при длине волны 520 нм. Обнаружено несколько культур бактерий, характеризующихся способностью подавлять продукцию оксифеназина в тестах по сокультивированию с синегнойной палочкой. Выявленные микроорганизмы относились к микроорганизмам родов Acinetobacter и Pseudomonas, Lactobacillus и Weisella. Критерий Краскела - Уоллиса - Н (5, N = 21) = 11,86902 статистически значим (р = 0,0366). Распределение культур по ингибированию продукции оксифеназинов в опытах по сокультивированию с Pseudomonas aeruginosa не было биноминальным, что предполагает неслучайный характер распределения культур по результатам сокультивирования. Уровни ингибирования продукции феназинов для различных таксонов бактерий в тестах по сокультивированию статистически значимо отличались друг от друга. Наибольшая сумма рангов относится к группе Lactobacillus spp., и данный таксон в наибольшей степени влияет на содержание феназинов. Снижение концентрации конечного продукта (пиоцианина), синтез которого инициируется бутанолгомосеринлактоном, может быть связан с механизмами кворум-квенчинга и механизмами антагонистической активности микроорганизмов, влияющих на продукцию упомянутых выше метаболитов P. aeruginosa.

Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter calcoaceticus, хроматомасспектрометрия, пиоцианин, бутанолгомосеринлактон

1. Lyczak J.B., Cannon C.L., Pier G.B. Lung infections associated with cystic fibrosis. Clinical Microbiology Reviews, 2002, no. 15, pp. 1059-1067.

2. Costerton J.W., Stewart P.S., Greenberg E.P. Bacterial biofilmsa common cause of persistent infections. Science, 1999, vol. 284: pp. 1318-1322.

3. Chernish R.N., Aaron S.D. Approach to resistant gram-negative bacterial pulmonary infections in patients with cystic fibrosis. Current Opinion in Pulmonary Medicin, 2003, no. 9, pp. 509-515.

4. Whiteley M., Lee K.M., Greenberg E.P. Identification of genes controlled by quorum sensing in Pseudomonas aeruginosa. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 1999, vol. 96, pp. 13904-13909.

5. Passador L., Cook J.M., Gambello M.J., Rust L., Iglewski B.H. Expression of Pseudomonas aeruginosa virulence genes requires cell-to-cell communication Science, 1993, vol. 260, pp. 1127-1130.

6. Pearson LP, Feldman M., Iglewski B.H., Prince A. Pseudomonas aeruginosa cell-tocell signaling is required for virulence in a model of acute pulmonary infection Infection and Immunity, 2000, vol. 68, pp. 4331-4334.

7. de Kievit T.R., Iglewski B.H. Bacterial quorum sensing in pathogenic relationships Infection and Immunity, 2000, vol. 68, pp. 4839-4849

8. Miller M.B., Bassler B.L. Quorum sensing in bacteria AnnualReview of Microbiology, 2001, vol. 55, pp. 165-199 p.

9. Gray K.M., Passador L., Iglewski B.H., Greenberg E.P. Interchangeability and specificity of components from the quorum-sensing regulatory systems of Vibrio fischeri and Pseudomonas aeruginosa. Journal of Bacteriology, 1994, vol. 176(10), pp. 3076-3080.

10. Pearson LP., Gray K.M., Passador L., Tucker K.D., Eberhard A., Iglewski B.H., Greenberg E.P. Structure of the autoinducer required for expression of Pseudomonas aeruginosa virulence genes. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 1994, vol.91, pp. 197-201.

11. Pearson LP, Passador L., Iglewski B.H., Greenberg E.P. A second N-acylhomoserine lactone signal produced by Pseudomonas aeruginosa. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1995, vol. 92, pp. 1490-1494.

12. Comforth J.W., James A.T. Structure of a naturally occurring antagonist of dihydrostreptomycin. The Biochemical Journal, 1956, vol. 63,pp.124-130.

13. Lee J., Wu L, Deng Y, Wang J., Wang C., Wang J. et al..A cell-cell communication signal integrates quorum sensing and stress response. Nature Chemical Biology, 2013, 9, pp. 339-343. DOI:10.1038/nchembio.l225.

14. Essar D.W., Eberly L., Hadero A., Crawford LP. Identifcation and Characterization of genes for second anthranilate synthase in Pseudomonas aeruginosa: interchangeability of the two anthranilate synthases and evolutionary implications. Journal of bacteriology,1990, vol. 172(2), pp. 884-900.

15. Whitehead N.A., Barnard A.M.L., Slater H., Simpson N.J.L., Sahnond G.P.C. Quorum-sensing in gram-negative bacteria. FEMS Microbiology Reviews, 2001, vol.25, pp. 365-404. DOI:10.1111/j.l574-6976.2001.tb00583.x.

16. Brint J.M., Ohman D.E. Synthesis of multiple exoproducts in Pseudomonas aeruginosa is under the control of RhlR-Rhll, another set of regulators in strain PAOl with homology to the autoinducer-responsive LuxR-LuxI family. Journal of Bacteriology, 1995, vol. 177, pp.7155-7163.

17. Kiratisin P., Tucker K.D., Passador L. LasR, a transcriptional activator of Pseudomonas aeruginosa virulence genes, functions as a multimer. Journal of Bacteriology, 2002, vol.184, pp. 4912-4919. DOI: 10.1128/JB.184.17.4912-4919.2002.

18. Ventre I., Ledgham E, Prima V, Lazdunski A., Foglino M., Sturgis J.N. Dimerization of the quorum sensing regulator RhlR: development of a method using EGFP fluorescence anisotropy. Molecular Microbiology, 2003, vol.48, pp. 187-198. DOI: 10.1046/j.1365-2958.2003.03422.x.

19. McKnight S.L., Iglewski B.H., Pesci E.C. The Pseudomonas quinolone signal regulates rhl quorum sensing in Pseudomonas aeruginosa. Journal of Bacteriology, 2000, vol.182, pp. 2702-2708. DOI: 10.1128/JB.182.10.2702-2708.2000.