Формирование и характеристика гибридных систем на основе микроорганизмов и наноматериалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.03, кандидат наук Коннова Светлана Анатольевна

• Коннова Светлана Анатольевна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Коннова Светлана Анатольевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Углеводородокисляющие микроорганизмы

1.2. Строение клеточных стенок микроорганизмов

1.3. Наноматериалы

1.3.1. Нанотрубки галлуазита

1.3.2. Использование нанотрубок галлуазита в стабилизации нефтяных эмульсий

1.3.3. Магнитные наночастицы

1.4. Гибридные системы на основе микроорганизмов и наноматериалов

1.5. Методы иммобилизации наноматериалов на поверхность клеток микроорганизмов

1.5.1. Послойное нанесение наноматериалов с использованием противоположно заряженных полиэлектролитов (1ауег-Ьу-1ауег)

1.5.2. Прямая иммобилизация наноматериалов на клетки

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Материалы

2.2. Оборудование

2.3. Объекты исследования и их подготовка

2.3.1. Методы культивирования микроорганизмов

2.4. Методы исследования

2.4.1. Получение и подготовка наноматериалов для иммобилизации на клетки микроорганизмов

2.4.2. Модификация клеточной поверхности микроорганизмов наноматериалами

2.4.3. Характеристика наноматериалов и модифицированных клеток

2.4.4. Оценка жизнеспособности модифицированных клеток микроорганизмов

2.4.5. Оценка жизнеспособности клеток в составе сложных трехмерных

гибридных систем на основе микроорганизмов и наноматериалов

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Модификация поверхности клеток микроорганизмов наноматериалами

3.1.1. Характеристика используемых клеток микроорганизмов и наноматериалов

3.1.2. Модификация клеток микроорганизмов наноматериалами методом послойного нанесения (1ауег-Ьу-1ауег)

3.1.3. Модификация клеток микроорганизмов наночастицами методом прямой иммобилизации

3.1.4. Модификация клеточной поверхности бактерий А. Ъоткитвт18

3.1.5. Характеристика жизнеспособности наномодифицированных клеток микроорганизмов

3.1.6. Применение наномодифицированных бактерий-нефтедеструкторов А.

Ъоткитвт18 в биоремедиации морских экосистем

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Загрязнения нефтью, ее соединениями и нефтепродуктами водных экосистем и прилегающих территорий является острой проблемой сегодняшнего дня. В настоящее время экологически безопасным методом очистки окружающей среды от загрязнения углеводородами является биоремедиация. В естественной деградации нефти участвуют микробные сообщества, включающие микроорганизмы разных групп: бактерии, грибы, водоросли [Joutey et al., 2013]. Так, известна способность клеток Alcanivorax borkumensis [Yakimov et al., 1998], Candida tropicalis [Palittapongarnpim et al., 1998], Escherichia coli [Nduka et al., 2012], Pseudomonas aeruginosa [Olajire and Essien, 2014; Wolicka and Borkowski, 2012], Pseudomonas putida [Wolicka and Borkowski, 2012], Saccharomyces cerevisiae [Abioye et al., 2013], Cunninghanella elegant [Wolicka and Borkowski, 2012] и микроводорослей [Chekroun et al., 2014] деградировать нефть, соединения нефти и нефтепродукты. В естественных условиях биодеградация углеводородов обычно происходит относительно медленно и малоэффективно [Salleh et al., 2003]. Поэтому актуальной задачей настоящего времени является проведение ускоренной и высокоэффективной биодеградации нефти углеводородокисляющими микроорганизмами. Для достижения данной задачи используются методы генной инженерии, позволяющие значительно повысить деградирующую активность микроорганизмов [Brar et al., 2006; Jafari et al., 2013, Joutey et al., 2013; Ozcan et al., 2012].

В настоящее время для очищения нефтезагрязненных водных экосистем активно используется смесь химических соединений, корексит. Однако, проведенные исследования показали, что данное средство малоэффективно для деградации нефти; более того, оно не утилизируется, сохраняется в донных отложениях и накапливается в воде. Было показано, что данное соединение экологически небезопасно, является токсичным по

отношению к флоре и фауне морей, а также сильно замедляет биологическую активность нефть-деградирующих микроорганизмов [Kleindienst et al., 2015].

Кроме того, применяются сорбенты для очистки водных систем от нефти и нефтепродуктов [Singh et al., 2014; Teas et al., 2001; Wu et al., 2014]. Недостатком использования сорбирующих материалов для ликвидации нефтяных разливов является их оседание вместе с нефтепродуктами на дно водных систем и их накапливание, что впоследствии может привести к вторичному загрязнению [Привалова и др., 2015].

В связи с этим актуальным является поиск новых безопасных методов и инструментов для ликвидации нефтяных загрязнений и восстановления экосистемы. Инженерия клеточной поверхности микроорганизмов-деструкторов нефти может стать одним из инструментов повышения нативной деградирующей активности клеток вследствие усиления контактов и увеличения продолжительности взаимодействия клеток с углеводородами. Модификация клеточной поверхности наноматериалами микроорганизмов-деструкторов является новой, еще не освоенной, перспективной областью исследования. Предполагается, что модификация поверхности наноматериалами повысит эффективность применения данных микроорганизмов в биоремедиации нефтяных загрязнений. Кроме того, использование углеводородокисляющих микроорганизмов с модифицированной поверхностью является экологически безопасным инструментом по сравнению с используемыми в настоящее время токсичными химическими соединениями.

Цель данной работы: формирование искусственных гибридных систем, состоящих из микроорганизмов и комбинаций наноматериалов различной природы, анализ их биобезопасности и характеристика процессов функционирования.

Были поставлены следующие задачи:

1. Разработать и охарактеризовать универсальные методы иммобилизации ряда наноматериалов (нанопленки полиионов, наносферы серебра, наночастицы магнетита, нанотрубки галлуазита) на клеточных стенках бактерий (Escherichia coli, Alcanivorax borkumensis), дрожжей (Saccharomyces cerevisiae) и одноклеточных зеленых водорослей (Chlorella pyrenoidosa);

2. Оценить изменение физиологической активности (жизнеспособность, динамика роста) микроорганизмов в условиях модификации клеточных стенок наноматериалами в результате прямой и опосредованной иммобилизации;

3. Провести анализ токсичности наноматериалов по отношению к микроорганизмам - компонентам гибридных систем;

4. В условиях эксперимента охарактеризовать биоэмульгирующую и биодеградирующую активность наномодифицированных углеводородокисляющих бактерий Alcanivorax borkumensis в отношении углеводородов и сырой нефти.

Научная новизна

Разработаны универсальные методы прямой и полимер-опосредованной иммобилизации наноматериалов на поверхность клеток микроорганизмов. Определены оптимальные условия монослойного и равномерного распределения наноматериалов на поверхности клеток микроорганизмов, имеющих разную структуру и химический состав клеточной поверхности. Разработанные методы были применены для иммобилизации наноматериалов на поверхность галофильных углеводородокисляющих микроорганизмов. Наномодифицированные клетки бактерий A. borkumensis демонстрируют биоэмульгирующую и биодеградирующую активность по отношению к углеводородам и сырой

нефти. В дальнейшем наномодифицированные клетки углеводородокисляющих микроорганизмов могут стать эффективным инструментом для ликвидации последствий нефтяных разливов в морях и океанах. Для микроорганизмов, обитающих в соленых и солоноватых экосистемах, показано, что эффективным методом иммобилизации наноматериалов на поверхность является метод прямой иммобилизации. Применение данного метода предотвращает агрегирование наночастиц и формирует монослой наноматериалов на поверхности клеток морских микроорганизмов.

Проведена стабилизация наночастиц серебра полиэлектролитами, такими как поли(диаллилдиметиламмоний хлорид) (PDADMAC) и полиэтиленимин (PEI). Продемонстрировано, что полиэлектролиты PDADMAC и PEI проявляют сильные антибактериальные свойства по отношению к клеткам грамотрицательных бактерий E. coli. Также показано, что полиэлектролитные пленки на клеточной поверхности задерживают деление клеток микроорганизмов.

Использование методов полимер-опосредованной и прямой иммобилизации позволяет эффективно иммобилизовать наноматериалы на клетки микроорганизмов.

Практическая значимость

Разработаны эффективные методы иммобилизации следующих наноматериалов: керамических (нанотрубки галлуазита), металлических (оксида железа) наночастиц, наночастиц благородных металлов (серебряные) и магнитно-модифицированных нанотрубок галлуазита на поверхность клеток микроорганизмов. Нанотрубки галлуазита и магнитные нанотрубки галлуазита являются биосовместимыми, вследствие отсутствия ингибирующего влияния на ферментативную активность, на рост и деление клеток. Полиионные пленки на клеточной поверхности задерживают рост

клеток микроорганизмов. Данное свойство пленок можно применить в длительном хранении музейных культур микроорганизмов. Наночастицы серебра, стабилизированные полиэлектролитами PDADMAC и PEI проявляют антибактериальные свойства. Такие серебряные наночастицы могут быть основой для создания нового типа антибактериального материала. Кроме того, на основе результатов по иммобилизации нанотрубок и магнитных наночастиц на клеточную поверхность морских бактерий A. borkumensis могут быть созданы инструменты биоремедиации нефтяных загрязнений, а также микрореакторы, биосенсоры и микрофлюидные устройства. В будущем перспективно использование разработанных методов для иммобилизации наноматериалов на клеточные стенки любых морских микроорганизмов. Результаты исследования рекомендуются использовать в дальнейшем при изучении взаимодействия наноматериалов с биологическими объектами, а также при создании сложных гибридных комплексов.

Результаты и методы исследования использованы в учебном процессе в рамках дисциплин: «Микробные бионанотехнологии», «Нано- и клеточные технологии в биологии и медицине», «Биотехнология и биомедицинские производства», «Методы исследования в биологии и медицине», «Основы бионанотехнологии» ИФМиБ КФУ.

Положения, выносимые на защиту

1. Разработаны методические подходы для прямой и полимер -опосредованной иммобилизации нанопленок полиэлектролитов, наночастиц серебра, магнетита и нанотрубок галлуазита на поверхности бактерий, микромицетов и одноклеточных водорослей;

2. Наномодифицированные микроорганизмы сохраняют жизнеспособность, нативную динамику роста, а также эстеразную активность;

3. Клетки A. borkumensis, модифицированные нанотрубками галлуазита, проявляют повышенные поверхностно-активные свойства на фазовой границе углеводород-вода. Магнитно-восприимчивые наномодифицированные клетки A. borkumensis приобретают способность к искусственному магнитотаксису.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Формирование и характеристика гибридных систем на основе микроорганизмов и наноматериалов»

Апробация работы

Основные результаты исследования были доложены на Всероссийской школе-семинаре для студентов, аспирантов и молодых ученых «Нанобиотехнологии: проблемы и перспективы» (Белгород, 2010), III Всероссийском Конгрессе студентов и аспирантов - биологов «Симбиоз -Россия-2010» (Нижний Новгород, 2010), X Научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Материалы и технологии XXI века» (Казань, 2011), 17-й Международной Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2013), VI Всероссийском с международным участием конгрессе молодых ученых-биологов «Симбиоз-Россия 2013» (Иркутск, 2013), международной конференции «Functional Materials, ICFM 2013» (Украина, Крым, Гаспра, 2013), 10-й международной конференции «Nanoscience and Nanotechnology» (Турция, Стамбул, 2014), конференции «Фундаментальные и прикладные аспекты биотехнологии» (Иркутск, 2015), I Международной школе-конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Биомедицина, материалы и технологии XXI века» (Казань, 2015), международной конференции State-of-the-art Trends of Scientific Research of Artificial and Natural Nanoobjects STRANN 2016 (Санкт-Петербург, 2016), международной конференции молодых ученых Young researchers in life sciences YRLS (Франция, Париж, 2016).

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов и их обсуждения, выводов и списка цитированной литературы. Работа изложена на 138 страницах машинописного текста, включает 53 рисунка и 11 таблиц. Библиография включает 157 источников.

Основные научные результаты диссертации опубликованы в 16 сборниках международных и всероссийских конференций, 1 монографии и 10 статьях в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, входящих в Перечень ВАК, Web of Science и Scopus.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Сегодня нефть и нефтепродукты являются основными источниками загрязнения природных экосистем. Во время разливов различные компоненты сырой нефти осаждаются на береговой линии, погружаются на дно морей или остаются в виде суспензии в морской воде [Lorenzo, 2006]. Для рекультивации мест разлива нефти применяются различные методы и способы [Кузнецов и др., 2000]. Биологический метод очистки окружающей среды, основанный на восстановлении загрязненных участков с применением живых организмов, является экологически безопасным и эффективным методом [Вельков, 1995; Gordon, 1994]. Согласно ранним исследованиям, в естественных условиях очищение нефтяного разлива происходит в течение 5-10 лет, при использовании методологии биоремедиации данный разлив может быть очищен за 2-5 лет [Gordon, 1994]. В биоремедиации используются природные, а также рекомбинантные микроорганизмы для разложения токсичных и опасных веществ в аэробных и анаэробных условиях [Brar et al., 2006]. Метаболические процессы биоремедиации включают в себя поэтапную деградацию токсичных соединений путем превращения их в безвредные вещества, в частности углекислый газ и воду [Brar et al., 2006]. Показано, что в биоремедиации активное участие принимают углеводородокисляющие микроорганизмы [Yakimov et al., 2007], среди которых наиболее активными являются представители родов Pseudomonas, Rhodococcus, Marinobacter, Alcanivorax, Micrococcus, Sphingomonas [Okoh, 2006].

1.1. Углеводородокисляющие микроорганизмы

Многие микроорганизмы обладают способностью использовать углеводороды в качестве единственного источника углерода [Okoh, 2006]. Среди всех микроорганизмов примерно 175 родов прокариотических организмов, относящихся к доменам бактерий и архей, могут использовать углеводороды в качестве единственного и основного источника углерода [Hazen et al., 2016]. Представители углеводородокисляющих микроорганизмов способны к окислению нефтяных углеводородов [Куликова, 2008]. Углеводородокисляющие бактерии обычно обнаруживают в морской воде в незначительном количестве, но их количество резко возрастает после разлива нефти [Golyshin et al., 2003], делая их доминирующим участником микробного сообщества [Sabirova, 2006]. Микробная деградация является основным механизмом для ликвидации разлива нефти в водной среде [Olajire and Essien, 2014].

Сырая нефть содержит сложную смесь органических соединений, включающую значительную долю линейных, циклических и разветвленных алифатических соединений [Lorenzo, 2006]. На способность деградировать углеводороды влияют различные факторы. Одним из таких факторов, ограничивающих биодеградацию нефтяных загрязнений, является их доступность для микроорганизмов. Углеводороды нефти связываются с компонентами окружающей среды (например, с компонентами почвы), и поэтому их трудно деградировать [Das and Chandran, 2011].

Способность биодеградировать компоненты нефти зависит также от химической структуры, физического состояния и от токсичности деградируемых соединений. Например, н-алканы относятся к группе легко биодеградируемых углеводородов нефти, тогда как их гомологи, соединения с 5-10 атомами углерода в цепи, ингибируют активность большого количества микроорганизмов-деструкторов. Действуя как растворители, данные соединения нарушают структуру липидных мембран

микроорганизмов. Напротив, алканы С20-С40 при физиологических температурах представляют собой твердые, гидрофобные парафины [Okoh, 2006].

В процессе биодеградации на начальных этапах углеводороды подвергаются воздействию ферментов, оксигеназ. В случае алканов применение монооксигеназ приводит к образованию спиртов. Далее спирт поэтапно окисляется до альдегида и жирной кислоты и в дальнейшем деградируется в ходе метаболического процесса, бета-окисления [Okoh, 2006]. Углеводороды по степени восприимчивости к микробной деградации могут быть классифицированы следующим образом: линейные алканы > разветвленные алканы > небольшие ароматические соединения > циклические алканы. Некоторые соединения являются не биодеградируемыми, например, высокомолекулярные полициклические ароматические углеводороды [Das and Chandran, 2011]. Сильное разветвление углеродной цепи затрудняет процесс бета-окисления и требует проведения дополнительных обходных путей. Поэтому линейные алканы деградируются легче, чем алканы с разветвленной углеродной цепью. Циклоалканы деградируются окислительной системой в спирт и кетон. Далее монооксигеназная система лактонизирует кольцо, которое затем разрывается лактон гидроксилазой. Эти две оксигеназные системы обычно никогда не встречаются в одних и тех же организмах и, следовательно, невозможно выделение чистой культуры, растущей только на циклоалканах. Однако синергетическое действие микробных сообществ с данными оксигеназными системами приводят к эффективной деградации различных циклоалканов [Okoh, 2006].

Процесс преобразования с участием представителей группы углеводородокисляющих микроорганизмов приводит к полной минерализации органических соединений. В результате биохимических

реакций загрязняющие вещества превращаются в экологически безвредные соединения, такие как углекислый газ и вода [Sidorenko and Pavlikova, 2007].

Alcanivorax borkumensis является космополитической, морской, бактерией, принадлежащей к гамма-протеобактериям, представителем группы углеводородокисляющих бактерий со специализированным метаболизмом, адаптированным к деградации углеводородов нефти, но не использует другие общие источники углерода и энергии [Yakimov et al., 1998]. У A. borkumensis отсутствуют структуры, способствующие движению бактерий, но другие представители рода, Alcanivorax venustensis, передвигаются с помощью жгутика, расположенного на полярном конце клетки [Fernández-Martínez et al., 2003]. Углеводородокисляющие бактерии Alcanivorax обладают уникальной физиологией, имеют отчетливо выраженную олиготрофию (приспособлены к обитанию в среде с низким содержанием питательных веществ) и характеризируются гетерогенным распределением питательных веществ [Golyshin et al., 2003; Sabirova, 2006]. Alcanivorax в настоящее время обнаружены в морской воде Атлантического океана, Средиземного, Северного, Японского, Южно-Китайского и Антарктического морей [Golyshin et al., 2003]. Ниши для A. borkumensis вероятно расположены в аэробных, богатых алканами областях береговой линии и в нефтезагрязненных слоях морей, имеющих контакт с кислородом воздуха [Lorenzo, 2006]. Проведенные геномные, биохимические и физиологические исследования позволили получить информацию о механизмах деградации нефти клетками A. borkumensis [Golyshin et al., 2003; Schneiker et al., 2006; Yakimov et al., 1998]. Клетки A. borkumensis не обладают универсальностью катаболизма, используют исключительно алканы в качестве источников углерода и энергии, они имеют несколько путей катаболизма алканов с ключевыми ферментами, такими как алкан-гидроксилазы и цитохром Р450-зависимые алкан-монооксигеназы [Hara et al. 2004; van Beilen et al. 2004]. Экспрессия генов данных ферментов зависит от

типа алканов, используемых в качестве источника углерода и энергии и фазы роста клеток [Schneiker et al., 2006]. A. borkumensis также обладает другими механизмами адаптации к деградации углеводородов нефти, например, такими как, синтез эмульгаторов, формирование биопленок [Schneiker et al., 2006] и способность выживать в открытой морской окружающей среде [Coulon et al., 2007; Schneiker et al., 2006; Olajire and Essien, 2014]. В условиях, когда питательных веществ много, олиготрофные бактерии и, в частности, A. borkumensis могут запасать избыток углерода в виде внутриклеточных гранул, состоящих из полигидроксиалканоатных полимеров (рисунок IB) [Sabirova, 2006].

Рисунок 1. Электронные микрофотографии клеток A borkumensis SK2, их адгезия (А) и формирование биопленки (Б) на абиотических поверхностях. Клетки выращивали на слайдах на среде ONR7a с пируватом [Sabirova, 2006]. В. Клетки бактерий, выращенные на поверхности раздела фаз вода-н-гексадекан, имеют электронно-прозрачные участки, разного размера гранулы, хранилища питательных веществ [Martins dos Santos et al., 2010].

Такая форма запасания широко распространена среди олиготрофных морских бактерий, и является механизмом адаптации и выживания между периодами избытка углерода, например, при нефтяном загрязнении [Sabirova, 2006]. Данные биоактивные вещества уменьшают поверхностное натяжение воды с 72 до 29 мНм-1 и действуют как природные эмульгаторы, которые

ускоряют деградацию эмульсий «нефть в воде» [Schneiker, 2006; Yakimov et al., 1998].

Из-за низкой растворимости нефти в воде, большая часть деградации происходит на границе раздела нефть-вода, где бактерии A. borkumensis закрепляются и формируют биопленку вокруг капли нефти [Lorenzo, 2006].

Помимо A. borkumensis, существуют другие виды, способные разрушать алканы, имеющие разную длину углеродной цепи. Показано, что способностью деградировать нефть также обладают несколько родов, таких как Marinobacter, Pseudomonas и Acinetobacter [Kostka et al., 2011]. Образец воды, взятый после аварии на «Глубоководном Горизонте» в Мексиканском заливе, подтвердил разнообразие различных видов углеводородокисляющих бактерий, среди которых количественно преобладали бактерии A. borkumensis [Kostka et al., 2011].

1.2. Строение клеточных стенок микроорганизмов

Одноклеточные микроорганизмы разного строения и размера могут быть использованы в качестве субстрата для иммобилизации наноматериалов. Применение бактерий, грибов, водорослей и вирусов в качестве субстратов для иммобилизации наноматериалов обусловлено тем, что данные организмы обычно имеют относительно толстую клеточную стенку, состоящую в основном из полисахаридов и белков. Комбинация данных молекул обеспечивает механическую прочность и гибкость необходимую при иммобилизации наноматериалов. На поверхности клеток возможна контролируемая пространственная ориентация и синтез наночастиц. Кроме того, существует возможность комбинировать физиологические характеристики живых клеток с физико-химическими свойствами неорганических наночастиц для создания гибридных систем «клетки-наночастицы» [Zamaleeva et al., 2014]. В таких гибридных системах

клетки микроорганизмов обладают физико-химическими,

антибактериальными и другими свойствами наноматериалов.

Клеточная поверхность играет решающую роль в регуляции и функционировании важных процессов микроорганизмов, таких как адгезия, перемещение и клеточное деление [Huang et al., 2008]. Очевидно, что при иммобилизации наноматериалов и получении гибридных систем также играет важную роль структура и химический состав клеточной поверхности. Таким образом, для проведения успешной иммобилизации наноматериалов на поверхность клетки важно иметь представление о химическом составе поверхностей организмов, широко используемых для иммобилизации наноматериалов, таких как бактерии, грибы и водоросли. Большинство живых организмов имеют клеточную стенку, которая является механическим барьером, защищающим клетку от внешней окружающей среды. Клеточная стенка обычно располагается снаружи клеточной мембраны. Мембрана в норме состоит из фосфолипидного бислоя, включающего также холестерин, гликозилированные поверхностные белки и трансмембранные белки [Zamaleeva et al., 2014].

Для прокариотических и некоторых эукариотических микроорганизмов клеточной поверхностью является клеточная стенка, для клеток млекопитающих - клеточная мембрана [Zamaleeva et al., 2014]. У клеток млекопитающих она тонкая (5-10 нм) и хрупкая, следовательно, процесс иммобилизации должен осуществляться аккуратно во избежание разрушения мембраны и проникновения наноматериалов внутрь клетки. Плазматическая мембрана состоит из большого количества белков, липидов (холестерин), фосфолипидов и углеводов (гликопротеины). В составе фосфолипидов фосфатидилсерина и фосфатидилинозитола присутствуют отрицательно заряженные группы, что обеспечивает отрицательный заряд клеточных мембран, к тому же, карбоксильные группы гликопротеинов способны к диссоциации при физиологических значениях pH, что также

вносит вклад в общий поверхностный заряд. Однако существуют различия в типе и количестве липидов, углеводов и белков между различными типами клеток.

Микроскопические организмы, представители грибов, бактерий и растений имеют дополнительную защитную оболочку. Данные клетки имеют клеточную стенку, состоящую в основном из комплекса полисахаридов, который формирует толстый и жесткий слой по сравнению с клеточной мембраной [Zamaleeva et al., 2014]. Состав и строение клеточной стенки варьируется не только между различными доменами живых организмов, таких как прокариотические и эукариотические организмы, но также между семействами бактерий.

Открытие и разработка Грамом в 1884 году методики окрашивания микроорганизмов позволила разделить большинство бактерий на две основные группы, основанные на реакции микроорганизмов на процесс окрашивания [Willey et al., 2009]. Грамположительные и грамотрицательные клеточные стенки бактерий различаются по структуре и по химическому составу (рисунок 2) [Гусев, Минеева, 2003]. Клеточная стенка и грамотрицательных, и грамположительных бактерий построена из полимера, пептидогликана [Huang et al., 2008].

Клеточная стенка грамположительных бактерий содержит один, толстый (20 до 80 нм) слой пептидогликана (муреина), располагающийся снаружи плазматической мембраны (рисунок 2). Так как слой пептидогликана у грамположительных бактерий более толстый, клеточные стенки устойчивее к осмотическому давлению, чем клеточные стенки грамотрицательных бактерий. Пептидогликан у грамположительных бактерий часто содержит белковые мостики. Кроме того, клеточные стенки содержат большое количество тейхоевых кислот, полимеров глицерина или рибитола, соединенные фосфатными группами. Аминокислоты (D-аланин), сахара (глюкоза) образуют связи с глицерином и группами рибитола.

Тейхоевые кислоты ковалентно связаны с пептидогликаном или с липидами плазматической мембраны. Наличие отрицательно заряженных тейхоевых кислот придает общий отрицательный заряд поверхности грамположительных клеток бактерий. У грамположительных бактерий тейхоевые кислоты участвуют в адгезии клеток к поверхности. Тейхоевые кислоты не обнаружены у грамотрицательных бактерий ^Шеу et al., 2009].

Важной особенностью клеточной оболочки является наличие пространства, которое часто располагается между плазматической мембраной и наружной мембраной грамотрицательных бактерий. Данное пространство называется периплазматическим. В периплазме содержатся специфические белки (транспортные белки и гидролитические ферменты), олигосахариды и неорганические молекулы. В периплазме также содержатся компоненты электрон-транспортных цепей и систем секреции белков ^Шеу et al., 2009]

Клеточная стенка грамотрицательных бактерий имеет сложный состав. Она имеет от 2 до 7 нм толщиной пептидогликановый слой, покрытый от 7 до 8 нм толстой наружной мембраной (рисунок 2). Тонкий слой пептидогликана между плазматической мембраной и периплазматическим пространством обычно составляет всего 5-10% от веса стенки. Толщина данного слоя у E. тИ составляет около 2 нм. Ширина периплазматического пространства составляет от 1 нм до 71 нм. Недавние исследования показывают, что периплазматическое пространство может составлять около 20-40 % от общего объема клетки [^Пеу et al., 2009].

Наружная мембрана располагается снаружи тонкого пептидогликанового слоя и связана с клеткой двумя способами: первый - с помощью липопротеина Брауна, самого распространенного белка внешней мембраны, второй - с помощью множества адгезионных участков, соединяющих наружную и плазматическую мембраны [^Пеу et al., 2009].

Возможно, наиболее необычными соединениями наружной мембраны являются липополисахариды (ЛПС). Это макромолекулы, состоящие из липида и углеводорода. ЛПС имеют много важных функций. ЛПС формируют отрицательный заряд поверхности бактерий, так как в основном полисахариды содержат заряженные молекулы сахара и фосфата. ЛПС участвуют в адгезии бактерий на поверхностях, в образовании биопленки, а также в создании проницаемого барьера [^Пеу & аI., 2009].

Б

маннопротеины

fboA

V

мембранные белки

Рисунок 2. Строение и компоненты клеточных стенок грамположительных (А), грамотрицательных бактерий (Б) [Willey et al., 2009] и дрожжей (В) [Treseder et al., 2015]. M - слой пептидогликана (муреина), OM - наружная мембрана, PM - плазматическая мембрана, P -периплазматическое пространство, W - пептидогликановый слой грамположительных бактерий. Различные клеточные стенки дрожжей содержат различные глюканы. Например, клеточная стенка A. fumigatus содержит 1,3- и 1,4-глюканы, C. albicans - 1,3 и 1,6- глюканы.

Клетки дрожжей, которые часто используются в научных исследованиях как эукариотическая модель, имеют по строению более простую клеточную стенку, чем бактериальный пептидогликан. Клеточная стенка дрожжей образована из бета-глюкановых полисахаридов, маннопротеинов и небольшого количества хитина [ТгеБеёег et al., 2015] (рисунок 3).

В данной работе проводили иммобилизацию наноматериалов на поверхность клеток зеленых водорослей. Клетки водорослей были использованы в качестве модели растительной клетки. Клетки водорослей имеют отличающуюся по составу и строению от клеток бактерий клеточную стенку. Толщина клеточной стенки водорослей приблизительно 210 А при диаметре клетки - 3-4 цш. Целлюлоза, которая по химической структуре представляет собой Р-1,4-0-глюкан, является основным соединением клеточной стенки зеленых водорослей [Пауков и др., 2017]. Структурными единицами оболочки клеток водорослей являются микрофибриллы, нити молекул целлюлозы. У некоторых водорослей микрофибриллы состоят из Р-1,4-маннанов или Р-1,3-ксиланов. В микрофибрилле несколько десятков и сотен молекул целлюлозы располагаются параллельно друг. Микрофибриллы погружены в матрикс, представляющий собой сложную смесь полимеров. Полимеры представлены полисахаридами разной молекулярной массы (галактоза, глюкоза, ксилоза, манноза, арабиноза, рамноза, фукоза), а также кислотами (глюкуроновая и галактуроновая). Макромолекулы матрикса связываются гликозидными, ковалентными, водородными связями друг с другом и с микрофибриллами [VoLiMo.ru: Библиотека о водорослях, лишайниках и мохообразных].

Различия состава и строения поверхностной структуры микроорганизмов определяют разнообразие физико-химических свойств клеточной поверхности, таких как гидрофобность, адгезивность и заряд поверхности. Все эти параметры сильно влияют на иммобилизацию,

распределение и пространственную организацию наноматериалов на поверхности клетки [7аша1ееуа et al., 2014].

Магнитные (оксида железа), серебряные наночастицы и нанотрубки галлуазита - перспективные наноматериалы с уникальными физико-химическими параметрами. Данные наноматериалы использовались в работе при модификации поверхности клеток микроорганизмов и при создании гибридных систем. Далее приводится характеристика структуры и основных физико-химических свойств данных наноматериалов.

Галлуазит является материалом природного происхождения, представляет собой полые трубки, внешний диаметр которых составляет 5080 нм, внутренний диаметр 10-15 нм и длина 100-2000 нм (рисунок 3) [ЛЬёи11ауеу et al., 2012; Би et al., 2010; Биаг1:е et al., 2012; Ко§иге et al., 2013;]. Галлуазит входит в группу алюмосиликатов и является минералом глинистого происхождения [Бетехтин, 2008].

Рисунок 3. Минерал галлуазит. А. Измельченная форма. Микрофотографии нанотрубок галлуазита, полученные с помощью СЭМ (Б) и ПЭМ (В) микроскопов [ЛЬёи11ауеу et al., 2011].

1.3. Наноматериалы

1.3.1. Нанотрубки галлуазита

Химический состав нанотрубок галлуазита сложный, они состоят из оксида алюминия (А12О3; 34,7%), из оксида кремния (БЮ2; 40,8%) и воды (Н2О; 24,5%). Также, в незначительных количествах, в качестве примесей могут присутствовать и оксиды других металлов: Бе203, Сг203, М^О, БеО и иногда МО, СиО, 7пО [Бетехтин, 2008]. Цвет галлуазита зависит от примесей в составе минерала и бывает, главным образом, белым, но иногда и с желтым, бурым, красным, голубым, зеленым оттенками [Бетехтин, 2008].

Рисунок 4. Схематическое изображение структуры нанотрубок галлуазита [Yah et al., 2012].

Уникальность нанотрубок галлуазита заключается не только в строении, но и в различном химическом составе внешней и внутренней поверхностей. Так, внешние слои нанотрубок галлуазита состоят из оксида кремния (Si), а слои внутренней полости - из оксида алюминия (Al) (рисунок 4). Поэтому нанотрубки галлуазита имеют внешний отрицательный заряд и внутренний положительный заряд [Vergaro et al., 2010]. Используя данное свойство, можно избирательно проводить модификацию поверхностей нанотрубок галлуазита.

В таблице 1 представлена сравнительная характеристика трех похожих наноматериалов: нанотрубок галлуазита, имоголита и углеродных нанотрубок. Из данных, представленных в таблице 1 следует, что нанотрубки галлуазита имеют больший диаметр, чем имоголит и углеродные нанотрубки. Диаметр внутренней полости позволяет загружать нанотрубки галлуазита значительным количеством химических веществ [Rawtani and Agrawal, 2012], наночастицами и макромолекулами, например, глобулярными белками

О Si ©Al с о *н

[Vergaro et al., 2010; Tully et al., 2016; Lvov et al., 2016]. Проведенные исследования показали, что токсичность углеродных нанотрубок значительно превышает токсичность асбеста, длительное вдыхание которого вызывает серьезные заболевания [Lam et al., 2006]. Исследования на клеточных линиях также показали, что углеродные нанотрубки канцерогенны [Wang et al., 2011]. Наблюдается аналогия в строении имоголита и галлуазита. Внутренние слои имоголита состоят из кремния (Si), наружные слои - из алюминия (Al). Таким образом, дзета-потенциал имоголита при стандартных условиях в воде - положителен (+20 мВ), тогда как у галлуазита он отрицательный (-40 мВ) [Gustafsson, 2001]. Имоголит имеет меньший диаметр, и количество его ограничено в отложениях.

Таблица 1. Сравнительная характеристика нанотрубок галлуазита, имоголита и углеродных нанотрубок [Lvov et al., 2013].

Нанотрубки галлуазита Нанотрубки имоголита Углеродные нанотрубки

Химическая формула Al2Si2O5(OH)4 Al4Si2O6(OH)8 C

Длина 0,5-2 мкм 1-5 мкм 1-5 мкм

Внешний диаметр 50-100 нм 2-10 нм 2-10 нм

Внутренний диаметр 10-20 нм 1-5 нм 1-3 нм

Биосовместимость Биосовместимы Биосовместимы Не биосовместимы

по отношению к воде Гидрофильные Гидрофильные Гидрофобные

Химия поверхности SiO2 снаружи Al(OH)3 внутри Al(OH)3 снаружи SiO2внутри Слои графена

Заряд поверхности при рН 2-9 Отрицательные Положительные Не заряжены

Площадь поверхности, м2/г 100-200 300-400 15-250

Существуют также синтетические наноматериалы в виде полой трубки: дисульфиды металлов (NbS2, MoS2, WS2, TiS2), оксиды металлов (TiO2, VOx, CeO2, ZnCr2O4). Сочетание возможной экологической токсичности с высокой стоимостью данных наноматериалов делает их менее удобными для применения в биологии и медицине.

Возможность модифицировать поверхность нанотрубок галлуазита была продемонстрирована в ряде работ. Так, нанотрубки галлуазита были модифицированы оксидом железа (Fe3O4) [Duan et al., 2012; Zou et al., 2012] и Со [Zhang, Yang, 2012]. Сочетание свойств нанотрубок галлуазита и других веществ позволяет получать новые композитные материалы. Например, придание бактерицидных свойств нанотрубкам галлуазита с помощью наночастиц серебра [Xie et al., 2011] или фотокаталитических свойств -наночастиц оксида титана TiO2 [Wang et al., 2011].

Проведены исследования по модификации нанотрубок галлуазита магнитными наночастицами оксида железа Fe3O4. Магнитные нанотрубки галлуазита получали химическим методом преципитации (рисунок 5 А) [Duan et al., 2012; Zou et al., 2012]. Далее инкубировали готовые магнитные нанотрубки галлуазита с несколькими красителями: метиленовый синий, нейтральный красный, метил фиолетовый и метил оранжевый. Показано, что магнитные нанотрубки галлуазита лучше всего адсорбируют метиленовый синий, нейтральный красный и меньше метил оранжевый [Duan et al., 2012] (рисунок 5 Б). Данное свойство можно объяснить тем, что магнитные нанотрубки галлуазита, поверхность которых заряжена отрицательно, адсорбируют положительно заряженные красители. В дальнейшем нанотрубки галлуазита, модифицированные магнитными наночастицами, могут быть использованы в качестве сорбентов для удаления красителей или ионов тяжелых металлов из сточных вод [Xie et al., 2011].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Коннова Светлана Анатольевна, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бетехтин, А.Г. Курс минералогии [Текст] / А.Г. Бетехтин; Москва: КДУ, 2008. - 619с.

2. Вельков, В.В. Биоремедиация; принципы, проблемы, подходы [Текст] / В.В. Вельков // Биотехнология. - 1995. - № 3-4. - C. 20-27.

3. Гусев, М.В. Строение прокариотной клетки [Текст] / М.В. Гусев, Л.А. Минеева // Микробиология. М.: Академия. 4-е изд. - 464 с.

4. Кузнецов, Ф.М. Рекультивация нефтезагрязненных почв [Текст] / Ф.М. Кузнецов, С.А. Иларионов, В.В. Середин, С.Ю. Иларионова // Перм.гос. техн.ун-т, Пермь. - 2000. - 105 с.

5. Куликова, И.Ю. Разработка биопрепарата для ликвидации аварийных разливов нефти в море [Текст] // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2008. - № 5. - С. 59 - 62.

6. Пауков, А.Г. Водоросли: Цианобактерии, красные, зеленые и харовые водоросли [Текст] / А.Г. Пауков, А.Ю. Тептина, Н.А. Кутлунина, А.С. Шахматов, Е.В. Павловский // учеб-метод. пособие [под общ. ред. А.Г. Паукова]; М-во образования и науки Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т. -Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та. - 2017. — С. 204.

7. Привалова, Н.М. Очистка нефтесодержащих сточных вод с помощью природных и искусственных сорбентов [Текст] / Н.М. Привалова, М.В. Двадненко, А.А. Некрасова, О.С. Попова, Д.М. Привалов // Научный журнал КубГАУ. - 2015. - №113(09). - C. 1-9.

8. Покидько, Б.В. Эмульсии Пикеринга и их применение при получении полимерных наноструктурированных материалов [Текст] / Б.В. Покидько, Д.А. Ботин, М.Ю. Плетнев // Вестник МИТХТ. - 2013. - т. 8. - № 1. - С. 14.

9. Ященко, И. География залегания вязких нефтей [Текст] / И. Ященко, Ю. Полищук // Oil & Gas Journal Russia. - 2011. - С. 72-77.

10. Abdullayev, E. Halloysite tubes as nanocontainers for anticorrosion coating with benzotriazole [Text] / E. Abdullayev, R. Price, D. Shchukin, Y. Lvov // ACS Appl. Mater. Interfaces. - 2009. - V. 1 (7). - P. 1437-1443.

11. Abdullayev, E. Natural tubule clay template synthesis of silver nanorods for antibacterial composite coating [Text] / E. Abdullayev, K. Sakakibara, K. Okamoto, W. Wey, K. Ariga, Y. Lvov // ACS Applied Mater. & Interfaces. - 2011. - V. 3. - P. 4040-4048.

12. Abdullayev, E. Enlargement of halloysite clay nanotube lumen by selective etching of aluminum oxide [Text] / E. Abdullayev, A. Joshi, W. Wei, Y. Zhao, Y. Lvov // ACS nano. - 2012. - V. 6. - P. 7216-7226.

13. Abioye, O.P. Biodegradation of crude oil by Saccharomyces cerevisiae isolated from fermented zobo (locally fermented beverage in Nigeria) [Text] / O.P. Abioye, R.O. Akinsola, S.A. Aransiola, D. Damisa // Pak J Biol Sci. -2013. - V. 16(24). - P. 2058-2061.

14. Ai, H. Electrostatic layer-by-layer nanoassembly on biological microtemplates: platelets [Text] / H. Ai, M. Fang, S.A. Jones, Y.M. Lvov // Biomacromolecules. - 2002. - V. 3. - P. 560-564.

15. Andreeva, D.V. Novel type of self-assembled polyamide and polyimide nanoengineered shells-fabrication of microcontainers with shielding properties [Text] / D.V. Andreeva, D.A. Gorin, H. Mohwald, G.B. Sukhorukov // Langmuir. - 2007. - V. 23. - P. 9031-9036.

16. Asmatulu, R. Synthesizing magnetic nanocomposite fibers for undergraduate nanotechnology laboratory [Text] / R. Asmatulu, W. Khan, K.D. Nguyen, M.B. Yildirim // International Journal of Mechanical Engineering Education. - 2010. - V. 38(3). - P. 196-203.

17. Berry, V. Highly selective, electrically conductive monolayer of nanoparticles on live bacteria [Text] / V. Berry, S. Rangaswamy, R.F. Saraf // Nano Lett. - 2004. - V. 4. - P. 939- 942.

18. Berry, V. Deposition of CTAB-terminated nanorods on bacteria to form highly conducting hybrid systems [Text] / V. Berry, A. Gole, S. Kundu, C.J. Murphy, R.F. Saraf // J. AM. CHEM. SOC. - 2005. - V. 127. - P. 17600-17601.

19. Binks, B.P. Pickering emulsions stabilized by monodisperse latex particles: effects of particle size [Text] / B.P. Binks and S.O. Lumsdon // Langmuir. - 2001. - V. 17. - P. 4540-4547.

20. Bollhorst, T. Colloidal capsules: nano- and microcapsules with colloidal particle shells [Text] / T. Bollhorst, K. Rezwan, M. Maas // Chem.Soc.Rev. - 2017. - V. 46. - P. 2091-2126.

21. Brar, S.K. Bioremediation of hazardous wastes—a review [Text] / S.K. Brar, M. Verma, R.Y. Surampalli, K. Misra, R.D. Tyagi, N. Meunier, J.F. Blais // Pract. Period. Hazard. Toxic Radioact. Waste Manage. - 2006. - V. 10. -P. 59-72.

22. Breeuwer, P. Characterization of uptake and hydrolysis of fluorescein diacetate and carboxyfluoresceindiacetate by intracellular esterases in Saccharomyces cerevisiae, which result in accumulation of fluorescent product [Text] / P. Breeuwer, J.L. Drocourt, N. Bunschoten // Applied and environmental microbiology. - 1995. - V. 61. - P. 1614-1619.

23. Cavallaro, G. Exploiting the colloidal stability and solubilization ability of clay nanotubes/ionic surfactant hybrid nanomaterials [Text] / G. Cavallaro, G. Lazzara, S. Milioto // J Phys Chem C. - 2012. - V. 116 (41). - P. 21932-21938.

24. Chekroun, K.B. The role of algae in bioremediation of organic pollutants [Text] / K.B. Chekroun, E.Sanchez and M. Baghour // International Research Journal of Public and Environmental Health. - 2014. - V. 1(2). - P. 1932.

25. Chevalier, Y. Emulsions stabilized with solid nanoparticles: Pickering emulsions [Text] / Y. Chevalier, M.-A. Bolzinger // Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. - 2013. - V. 439. - P. 23-34.

26. Chikazumi, S. Physics of magnetic fluids [Text] / S. Chikazumi, S. Taketomi, M. Ukita, M. Mizukami, H. Miyajima, M. Setogawa, Y. Kurihara // J. Magn. Magn. Mater. - 1987. - V. 65. - P. 245-251.

27. Chong, K.F. Whole cell environmental biosensor on diamond [Text] / K.F. Chong, K.P. Loh, K. Ang, Y.P. Ting // Analyst. - 2008. - V. 133. - P. 739743.

28. Cho, J. Fabrication of highly ordered multilayer films using a spin self-assembly method [Text] / J. Cho, J.D. Hong, K.B. Lee // Advanced Materials. - 2001. - V. 13. - P. 1076-1078.

29. Coulon, F. Effects of temperature and biostimulation on oil-degrading microbial communities in temperate estuarine waters [Text] / F. Coulon, B.A. McKew, A.M. Osborn, T.J. McGenity, K.N. Timmis // Environmental Microbiology. - 2007. - V. 9. - P. 177-186.

30. Das, N. Microbial degradation of petroleum hydrocarbon contaminants: an overview [Text] / N. Das and P. Chandran // Biotechnology Research International. - 2011. - V. 2011. - 13 pp.

31. Däwlät§ma, G. Microworms swallow the nanobait: the use of nanocoated microbial cells for the direct delivery of nanoparticles into Caenorhabditis elegans [Text] / G. Däwlät§ma, R.T. Minullina, R.F. Fakhrullin // Nanoscale. - 2013. - V. 5(23). - P. 11761-11769.

32. Decher, G. Polyelectrolyte multilayers, an overview [Text] / G. Decher // Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA: Multilayer thin films: sequential assembly of nanocomposite materials. Edited by G. Decher, J.B. Schlenoff. - 2003. - Chapter 1. - 535 pp.

33. Decher, G. Layer-by-layer assembled multicomposite films [Text] / G. Decher, M. Eckle, J. Schmitt, B. Struth // Current Opinion In Colloid & Interface Science. - 1998. - V. 3. - P. 32-39.

34. Decher, G. Fuzzy nanoassemblies: toward layered polymeric multicomposites [Text] / G. Decher // Science. - 1997. - V. 277. - P. 1232-1237.

35. Del Pilar Sosa Pena, M. Hyperspectral imaging of nanoparticles in biological samples: simultaneous visualization and elemental identification [Text] / M. Del Pilar Sosa Pena, A. Gottipati, Sahil Tahiliani, N.M. Neu-Baker, M.D. Frame, A.J. Friedman, S.A. Brenner // Microscopy research and technique. - 2016. - V. 79. - P. 349-358.

36. Dzamukova, M.R. A direct technique for magnetic functionalization of living human cells [Text] / M.R. Dzamukova, A.I. Zamaleeva, D.G. Ishmuchametova, Y.N. Osin, A.P. Kiyasov, D.K. Nurgaliev, O.N. Ilinskaya, R.F. Fakhrullin // Langmuir. - 2011. - V. 27. - P. 14386-14393.

37. Dzamukova, M.R. Cell surface engineering with polyelectrolyte-stabilized magnetic nanoparticles: a facile approach for fabrication of artificial multicellular tissue-mimicking clusters [Text] / M.R. Dzamukova, E.A. Naumenko, E.V. Rozhina, A.A. Trifonov, R.F. Fakhrullin // Nano Research. -2015. - V. 8(8). - P. 2515-2532.

38. öDzamukova, M.R. Enzyme-activated intracellular drug delivery with tubule clay nanoformulation [Text] / M.R. Dzamukova, E.A. Naumenko, Y.M. Lvov, R.F. Fakhrullin // Scientific Reports. - 2015. - V. 5. - 10560.

39. Du, M. Newly emerging applications of halloysite nanotubes: a review [Text] / M. Du, B. Guo, D. Jia // Polym Int. - 2010. - V.59. - P. 574-582.

40. Duan, J. Halloysite nanotube-Fe3O4 composite for removal of methyl violet from aqueous solutions [Text] / J. Duan, R. Liu, T. Chen, B. Zhang, J. Liu // Desalination. - 2012. - V. 293. - P. 46-52.

41. Duarte, H.A. Clay mineral nanotubes: stability, structure and properties [Text] / H.A. Duarte, M.P. Lourenfo, T. Heine, L. Guimaraes // InTech: Stoichiometry and materials science - When numbers matter. Edited by A. Innocenti. - 2012. - P. 1-24.

42. Dufrene, Y.F. Atomic force microscopy, a powerful tool in microbiology [Text] / Y.F. Dufrene / Journal of bacteriology. - 2002. - V. 184. -P. 5205-5213.

43. Elliott, D.W. Field assessment of nanoscale bimetallic particles for groundwater treatment [Text] / D.W. Elliott, W.-X. Zhang // Environ. Sci. Technol. - 2001. - V. 35. - P. 4922-4926.

44. Fakhrullin, R.F. Cyborg cells: functionalisation of living cells with polymers and nanomaterials [Text] / R.F. Fakhrullin, A.I. Zamaleeva, R.T. Minullina, S.A. Konnova, V.N. Paunov // Chem. Soc. Rev. - 2012. - V. 41. - P. 4189-4206.

45. Fakhrullin, R.F. A direct technique for preparation of magnetically functionalized living yeast cells [Text] / R.F. Fakhrullin, J. García-Alonso, V.N. Paunov // Soft Matter. - 2010. - V. 6. - P. 391-397.

46. SFakhrullin, R.F. Interfacing living unicellular algae cells with biocompatible polyelectrolyte-stabilized magnetic nanoparticles [Text] / R.F. Fakhrullin, L.V. Shlykova, A.I. Zamaleeva, D.K. Nurgaliev, Y.N. Osin, J. García-Alonso, V.N. Paunov // Macromol. Biosci. - 2010. - V. 10. - P. 1257-1264.

47. Fakhrullin, R.F. Hybrid cellular-inorganic core-shell microparticles: encapsulation of individual living cells in calcium carbonate microshells [Text] / R.F. Fakhrullin, R.T. Minullina // Langmuir. - 2009. - V. 25. - P. 6617-6621.

48. SFakhrullin, R.F. Living fungi cells encapsulated in polyelectrolyte shells doped with metal nanoparticles [Text] / R.F. Fakhrullin, A.I. Zamaleeva, M.V. Morozov, D.I. Tazetdinova, F.K. Alimova, A.K. Hilmutdinov, R.I. Zhdanov, M. Kahraman, M. Culha // Langmuir. - 2009. - V. 25. - P. 4628-4634.

49. Fakhrullina, G.I. Toxicity of halloysite clay nanotubes in vivo: a Caenorhabditis elegans study [Text] / G.I. Fakhrullina, F.S. Akhatova, Y.M. Lvov and R.F. Fakhrullin // Environ. Sci.: Nano. - 2015. - V. 2. - P. 54-59.

50. Fiorillo, M. Graphene oxide selectively targets cancer stem cells, across multiple tumor types: Implications for non-toxic cancer treatment, via "differentiation-based nano-therapy" [Text] / M. Fiorillo, A.F. Verre, M. Iliut, M. Peiris-Pagés, B. Ozsvari, R. Gandara, A. Rita Cappello, F. Sotgia, A. Vijayaraghavan, M.P. Lisanti // Oncotarget. - 2015. - V. 6. - P. 3553-3562.

51. Franks, W. Patterned cell adhesion by self-assembled structures for use with a SMOS cell-based biosensor [Text] / W. Franks, S. Tosatti, F. Heer, P. Seif, M. Textor, A. Hierlemann // Biosensors and Bioelectronics. - 2007. - V. 22. - P. 1426-1433.

52. García-Alonso, J. Rapid and direct magnetization of GFP-reporter yeast for micro-screening systems [Text] / J. García-Alonso, R.F. Fakhrullin, V.N. Paunov // Biosensors and Bioelectronics. - 2010. - V. 25. - P. 1S16-1S19.

53. García-Alonso, J. A prototype microfluidic chip using fluorescent yeast for detection of toxic compounds [Text] / J. García-Alonso, G. Greenway, J. Hardege, S. Haswell // Biosens. Bioelectron. - 2009. - V. 24. - P. 150S-1511.

54. George-Ares, A. Aquatic toxicity of two Corexit® dispersants [Text] / A. George-Ares and J.R. Clark // Chemosphere. - 2000. - V. 40. - P. S97-906.

55. Golyshin, P.N. Genome sequence completed of Alcanivorax borkumensis, a hydrocarbon-degrading bacterium that plays a global role in oil removal from marine systems [Text] / P.N. Golyshin, V.A.P. Martins Dos Santos, O. Kaiser, M. Ferrer, Y.S. Sabirova, H. Lünsdorf, T.N. Chernikova, O.V. Golyshin, M.M. Yakimov, A. Pühler, K.N. Timmis // Journal of Biotechnology. -2003. - V. 106. - P. 215-220.

56. Gordon, R. Bioremediation and its Application to Exxon Valdez Oil Spill in Alaska [Text] / Ray's Environmental Science Website. 1994. 13 April 200S.

57. Gubin, S.P. Magnetic nanoparticles: preparation, structure and properties [Text] / S.P. Gubin, Y.A. Koksharov, G.B. Khomutov, G.Y. Yurkov // Russian Chemical Reviews. - 2005. - V. 74(6). - P. 4S9-520.

5S. Guo, Y. Layer-by-layer deposition of polyelectrolyte-polyelectrolyte complexes for multilayer film fabrication [Text] / Y. Guo, W. Geng, J. Sun // Langmuir. - 2009. - V. 25(2). - P. 1004-1010.

59. Gupta, A.K. Synthesis and surface engineering of iron oxide nanoparticles for biomedical applications [Text] / A.K. Gupta, M. Gupta // Biomaterials. - 2005. - V. 26(18). - P. 3995-4021.

60. Gustafsson, J.P. The surface chemistry of imogolite [Text] / J.P. Gustafsson // Clays and Clay Minerals. - 2001. - V. 49. - P. 73-80.

61. Hanif, M. Halloysite nanotubes as a new drug-delivery system: a review [Text] / M. Hanif, F. Jabbar, S. Sharif, G. Abbas, A. Farooq, M. Aziz // Clay Minerals. - 2016. - V. 51. - P. 469-477.

62. Hara, A. Cloning and functional analysis of alkB genes in Alcanivorax borkumensis SK2 [Text] / A. Hara, S.H. Baik, K. Syutsubo, N. Misawa, T.H. Smits, J.B. van Beilen, S. Harayama // Environmental Microbiology. - 2004. - V. 6. - P. 191-197.

63. Hazen, T.C. Marine oil biodegradation [Text] / T.C. Hazen, R.C. Prince, N. Mahmoudi // Environ. Sci. Technol. - 2016. - V. 50. - P. 2121-2129.

64. Huang, K.S. Cell shape and cell-wall organization in Gram-negative bacteria [Text] / K.S. Huang, R. Mukhopadhyay, B. Wen, Z. Gitai, N.S. Wingreen // PNAS. - 2008. - V. 105. - P. 19282-19287.

65. Hyeon, T. Chemical synthesis of magnetic nanoparticles [Text] / T. Hyeon // Chemical Communications. - 2003. - V. 0. - P. 927-934.

66. Jafari, M. Bioremediation and genetically modified organisms [Text] / M. Jafari, Y.R. Danesh, E.M. Goltapeh, A. Varma // E.M. Goltapeh et al. (eds.), Fungi as Bioremediators, Soil Biology 32, Springer-Verlag Berlin Heidelberg. -2013. - Chapter 19. - P. 433-451.

67. Joseph, N. Layer-by-layer preparation of polyelectrolyte multilayer membranes for separation [Text] / N. Joseph, P. Ahmadiannamini, R. Hoogenboom, I. Vankelecom // Polymer Chemistry. - 2014. - V. 5. - P. 18171831.

68. Joutey, N.T. Biodegradation: involved microorganisms and genetically engineered microorganisms [Text] / N.T. Joutey, W. Bahafid, H. Sayel and N. El Ghachtouli // Biodegradation - Life of Science. - 2013. - P. 288-320.

69. Kahraman, M. Layer-by-layer coating of bacteria with noble metal nanoparticles for surface-enhanced Raman scattering [Text] / M. Kahraman, A.I. Zamaleeva, R.F. Fakhrullin, M. Culha // Anal. Bioanal. Chem. - 2009. - V. 395. -P. 2559-2567.

70. Khodzhaeva, V. Binase immobilized on halloysite nanotubes exerts enhanced cytotoxicity toward human colon adenocarcinoma cells [Text] / V. Khodzhaeva, A. Makeeva, V. Ulyanova, P. Zelenikhin, V. Evtugyn, M. Hardt, E. Rozhina, Y. Lvov, R. Fakhrullin, O. Ilinskaya // Front. Pharmacol. - 2017. - V. 8. - Article 631.

71. Kleindienst, S. Chemical dispersants can suppress the activity of natural oil-degrading microorganisms [Text] / S. Kleindienst, M. Seidel, K. Ziervogel, S. Grim, K. Loftis, S. Harrison, S.Y. Malkin, M.J. Perkins, J. Field, M.L. Sogin, T. Dittmar, U. Passowg, P.M. Medeiros, S.B. Joye // PNAS. - 2015. -V. 112. - P. 14900-14905.

72. Klitzing, R. Halloysites stabilized emulsions for hydroformylation of long chain olefins [Text] / R. von Klitzing, D. Stehl, T. Pogrzeba, R. Schomäcker, R. Minullina, A. Panchal, S. Konnova, R. Fakhrullin, J. Koetz, H. Möhwald, Y. Lvov // Advanced Materials Interfaces. - 2017. - V. 4. - P. 1600435.

73. Knight, A.W. A yeast-based cytotoxicity and genotoxicity assay for environmental monitoring using novel portable instrumentation [Text] / A.W. Knight, P.O. Keenan, N.J. Goddard, P.R. Fielden, R.M. Walmsley // J. Environ. Monit. - 2004. - V. 6. - P. 71-79.

74. Kogure, T. Structure of prismatic halloysite [Text] / T. Kogure, K. Mori, V.A. Drits, Y. Takai // American Mineralogist. - 2013. - V. 98. - P. 10081016.

75. Kommireddy, D. Nanoparticle multilayer: surface modification for cell attachment and growth [Text] / D. Kommireddy, I. Ichinose, Y. Lvov, D. Mills // J. Biomedical Nanotechnology. - 2005. - V. 1. - P. 286-290.

76. Konnova, S.A. Functional artificial free-standing yeast biofilms [Text] / S.A. Konnova, M. Kahraman, A.I. Zamaleeva, M. Culha, V.N. Paunov, R.F. Fakhrullin // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. - 2011. - V. 88. - P. 656663.

77. Kostka, J.E. Hydrocarbon-degrading bacteria and the bacterial community response in Gulf of Mexico beach sands impacted by the Deepwater Horizon oil spill [Text] / J.E. Kostka, O. Prakash, W.A. Overholt, S.J. Green, G. Freyer, A. Canion, J. Delgardio, N. Norton, T.C. Hazen, M. Huettel // Appl. Environ. Microbiol. - 2011. - V. 77. - P. 7962-7974.

78. Kozlovskaya, V. Hydrogen-bonded LbL shells for living cell surface engineering [Text] / V. Kozlovskaya, S. Harbaugh, I. Drachuk, O. Shchepelina, N. Kelley-Loughnane, M. Stone, V.V. Tsukruk // Soft Matter. - 2011. - V. 7. - P. 2364-2372.

79. Laurent, S. Magnetic iron oxide nanoparticles: synthesis, stabilization, vectorization, physicochemical characterizations, and biological applications [Text] / S. Laurent, D. Forge, M. Port, A. Roch, C. Robic, L.V. Elst, R.N. Muller // Chem. Rev. - 2008. - V. 108. - P. 2064-2110.

80. Lam, C.W. A review of carbon nanotube toxicity and assessment of potential occupational and environmental health risks [Text] / C.W. Lam, J.T. James, R. McCluskey, S. Arepalli, R.L. Hunter // Crit. Rev Toxicol. - 2006. - V. 36(3). - P. 189-217.

81. Lee, J. Magnetic properties of ultrafine magnetite particles and their slurries prepared via in-situ precipitation [Text] / J. Lee, T. Isobe, M. Senna // Colloids Surf. A. - 1996. - V. 109. - P. 121-127.

82. Levis, S. Use of coated halloysite for the sustained release of diltiazem hydrochloride and propranolol hydrochloride [Text] / S. Levis P. Deasy // International Journal of Pharmaceutics. - 2003. - V. 253. - P. 145-157.

83. Li, Z. One-Pot reaction to synthesize biocompatible magnetite nanoparticles [Text] / Z. Li, L. Wei, M.Y. Gao, H. Lei // Advanced Materials. -2005. - V. 17. - P. 1001-1005.

84. Li, W.-R. Antibacterial activity and mechanism of silver nanoparticles on Escherichia coli [Text] / W.-R. Li, X.-B. Xie, Q.-S. Shi, H.-Y. Zeng, Y.-S. OU-Yang, Y.-B. Chen // Appl Microbiol Biotechnol. - 2010. - V. 85. - P. 1115-1122.

85. Lvov, Y. Micro and nano layer-by-layer drug encapsulation with polyelectrolytes: progress and challenges [Text] / Y. Lvov, T. Shutava, K. Arapov, V. Torchilin, M. DeVilliers // Pharma Focus Asia. - 2011. - V. 15. - P. 28-32.

86. Lvov, Y. Green and functional polymer- clay nanotube composites with sustained release of chemical agents [Text] / Y. Lvov, E. Abdullayev // Progress in Polymer Science. - 2013. - V. 38. - P. 1690-1719.

87. Lvov, Y. Halloysite clay nanotubes for loading and sustained release of functional compounds [Text] / Y. Lvov, W. Wang, L. Zhang, R. Fakhrullin // Advanced Materials. - 2016. - V. 28. - P. 1227-1250.

88. Lu, A.H. Nanoengineering of a magnetically separable hydrogenation catalyst [Text] / A.H. Lu, W. Schmidt, N. Matoussevitch, H. Bönnemann, B. Spliethoff, B. Tesche, E. Bill, W. Kiefer, F. Schüth // Angew. Chem. Int. Ed. -2004. - V. 43(33). - P. 4303-4306.

89. Lu, A.H. Magnetic nanoparticles: synthesis, protection, functionalization, and application [Text] / A.H. Lu, E.L. Salabas, F. Schuth // Angew. Chem. Int. Ed. - 2007. - V. 46. - P. 1222-1244.

90. Malvern Instruments Ltd. 2003, 2004. http://www.biophysics.bioc.cam.ac.uk/files/Zetasizer Nano user manual Man031 7-1.1.pdf

91. Mirzajani, F. Antibacterial effect of silver nanoparticles on Staphylococcus aureus [Text] / F. Mirzajani, A. Ghassempour, A. Aliahmadi, M. Ali Esmaeili // Research in Microbiology. - 2011. - V. 162. - P. 542-549.

92. Martins dos Santos, V. Alcanivorax borkumensis [Text] / V. Martins dos Santos, J. Sabirova, K.N. Timmis, M.M. Yakimov, P.N. Golyshin; K. N. Timmis (ed.). - Berlin Heidelberg: Springer-Verlag Handbook of Hydrocarbon and Lipid Microbiology, 2010. - 4716 p.

93. McBain, S. C. Magnetic nanoparticles for gene and drug delivery [Text] / S. C McBain, H. HP Yiu, J. Dobson // Int J Nanomedicine. - 2008. - V. 3(2). - P. 169-180.

94. Möhwald, H. From langmuir monolayers to nanocapsules [Text] / H. Möhwald // Colloid Surface A Physicochemical and Engineering Aspects. - 2000. - V. 171 (1-3). - P. 25-31.

95. Mornet, S. Magnetic nanoparticle design for medical applications [Text] / S. Mornet, S. Vasseur, F. Grasset, P. Verveka, G. Goglio, A. Demourgues, J. Portier, E. Pollert, E. Duguet // Prog. Solid State Chem. - 2006. - V. 34. - P. 237-247.

96. Morones, J.R. The bactericidal effect of silver nanoparticles [Text] / J.R. Morones, J.L. Elechiguerra, A. Camacho, K. Holt, J.B. Kouri, J.T. Ramirez, M.J. Yacaman // Nanotechnology. - 2005. - V. 16. - P. 2346-2353.

97. Nduka, J.K. Utilization of different microbes in bioremediation of hydrocarbon contaminated soils stimulated with inorganic and organic fertilizers [Text] / J.K. Nduka, L.N. Umeh, I.O. Okerulu, L.N. Umedum, H.N. Okoye // Pet Environ Biotechnol. - 2012. - V. 3. - 1000116.

98. Norman, R.S. Targeted photothermal lysis of the pathogenic bacteria, Pseudomonas aeruginosa, with gold nanorods [Text] / R.S. Norman, J.W. Stone, A. Gole, C.J. Murphy, T.L. Sabo-Attwood // Letters. - 2008. - V. 8. - P. 302-306.

99. Ocampo, A. Quick and reliable assessment of chronological life span in yeast cell populations by flow cytometry [Text] / A. Ocampo, A. Barrientos // Mech. Ageing Development. - 2011. - V. 132. - P. 315-323.

100. Okoh, A.I. Biodegradation alternative in the cleanup of petroleum hydrocarbon pollutants [Text] / A.I Okoh // Biotechnology and Molecular Biology Review. - 2006. - V. 1(2). - P. 38-50.

101. Olajire, A.A. Aerobic degradation of petroleum components by microbial consortia [Text] / A.A. Olajire, J.P. Essien // J Pet Environ Biotechnol. -2014. - V. 5. - P. 195.

102. Owoseni, O. Tuning the wettability of halloysite clay nanotubes by surface carbonization for optimal emulsion stabilization [Text] / O. Owoseni, Y. Zhang, Y. Su, J. He, G. L. McPherson, A. Bose, V.T. John // Langmuir. - 2015. -V. 31(51). - P. 13700-13707.

103. Owoseni, O. Release of surfactant cargo from interfacially-active halloysite clay nanotubes for oil spill remediation [Text] / O. Owoseni, E. Nyankson, Y. Zhang, S.J. Adams, J. He, G.L. McPherson, A. Bose, R.B. Gupta, V.T. John // Langmuir. - 2014. - V. 30(45). - P. 13533-13541.

104. Ozcan, F. Use of genetically modified organisms in the remediation of soil and water resources [Text] / F. Ozcan, C.T. Kahramanogullari, N. Kocak, M. Yildiz, I. Haspolat, E. Tuna // Fresenius Environmental Bulletin. - 2012. - V. 21. -P. 3443-3447.

105. Palittapongarnpim, M. Biodegradation of crude oil by soil microorganisms in the tropic [Text] / M. Palittapongarnpim, P. Pokethitiyook, E.S. Upatham, L. Tangbanluekal // Biodegradation. - 1998. - V. 9. - P. 83-90.

106. Patel, S. Sustained release of antibacterial agents from doped halloysite nanotubes [Text] / S. Patel, U. Jammalamadaka, L. Sun, K. Tappa, D.K. Mills // Bioengineering. - 2016. - V. 3. - P. 1-14.

107. Präbst, K. Basic colorimetric proliferation assays: MTT, WST, and resazurin [Text] / K. Präbst, H. Engelhardt, S. Ringgeler, H. Hübner // Humana

Press, New York, NY Cell Viability Assays. Methods in Molecular Biology, Edited by D. Gilbert, O. Friedrich. - 2017. - V. 1601. - P. 1-17.

10S. Radziuk, D. Stabilization of silver nanoparticles by polyelectrolytes and poly(ethylene glycol) [Text] / D. Radziuk, A. Skirtach, G. Sukhorukov, D. Shchukin, H. Mohwald // Macromol. Rapid Commun. - 2007. - V. 2S. - P. S4S-S55.

109. Rawtani, D. Multifarious applications of halloysite nanotubes: a review [Text] / D. Rawtani and Y.K. Agrawal // Rev.Adv. Mater. Sci. - 2012. - V. 30. - P. 2S2-295.

110. Roth, G.A. Identification of metal oxide nanoparticles in histological samples by enhanced darkfield microscopy and hyperspectral mapping [Text] / G.A. Roth, M. del Pilar Sosa Peña, N.M. Neu-Baker, S. Tahiliani, S.A. Brenne // J. Vis. Exp. - 2015. - V. 106. - e53317.

111. Rozhina, E. Fabrication of magnetically modified Chlorella pyrenoidosa microalgae using poly(diallyldimethyl ammonium)-stabilised magnetic nanoparticles [Text] I E. Rozhina, V. Evtugyn, A. Danilushkina, R. Fakhrullin // BioNanoSci. - 2016. - V. 6. - P. 520-522.

112. Sabirova, J. Functional genome analysis of Alcanivorax borkumensis strain SK2: alkane metabolism, environmental adaptations and biotechnological potential, Braunschweig. - 2006. - P. 222. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:0S4-10714.

113. Sacanna, S. Thermodynamically stable pickering emulsions [Text] / S. Sacanna, W.K. Kegel, A.P. Philipse // PRL. - 2007. - V. 9S. - P. 15S301-1-15S301-4.

114. Salleh, A.B. Bioremediation of petroleum hydrocarbon pollution [Text] / A.B. Salleh, F.M. Ghazali, R.N.Z. Abd Rahman, M. Basri // IJBT. - 2003. - V. 2(3). - P. 411-425.

115. Shi, F Y.-F. Functionalized halloysite nanotube-based carrier for intracellular delivery of antisense oligonucleotides [Text] / Y.-F. Shi, Z. Tian, Y.

Zhang, H.-B. Shen and N.-Q. Jia // Nanoscale Research Letters. - 2011. - V. 6. -P. 608-615.

116. Sidorenko, O.D. Microflora patterns in oil-contaminated soils [Text] / O.D. Sidorenko, T.A. Pavlikova // Biology Bulletin. - 2007. - V. 34. - P. 89-91.

117. Singh, V. Novel natural sorbent for oil spill cleanup [Text] / V. Singh, S. Jinka, K. Hake, S. Parameswaran, R.J. Kendall, S. Ramkumar // Ind. Eng. Chem. Res. - 2014. - V. 53 (30). - P. 11954-11961.

118. Sondi, I. Silver nanoparticles as antimicrobial agent: a case study on E. coli as a model for Gram-negative bacteria [Text] / I. Sondi, B. Salopek-Sondi // Journal of Colloid and Interface Science. - 2004. - V. 275. - P. 177-182.

119. Schlenoff, J.B. Sprayed polyelectrolyte multilayers [Text] / J.B. Schlenoff, S.T. Dubas, T. Farhat // Langmuir. - 2000. - V. 16. - P. 9968-9969.

120. Schneiker, S. Genome sequence of the ubiquitous hydrocarbon-degrading marine bacterium Alcanivorax borkumensis [Text] / S. Schneiker, V.A. Martins dos Santos, D. Bartels, T. Bekel, M. Brecht, J. Buhrmester, T.N. Chernikova, R. Denaro, M. Ferrer, C. Gertler, A. Goesmann, O.V. Golyshina, F. Kaminski, A.N. Khachane, S. Lang, B. Linke, A.C. McHardy, F. Meyer, T. Nechitaylo, A. Pühler, D. Regenhardt, O. Rupp, J.S. Sabirova, W. Selbitschka, M.M. Yakimov, K.N. Timmis, F.J. Vorhölter, S. Weidner, O. Kaiser, P.N. Golyshin // Nat Biotechnol. - 2006. - V. 24(8). - P. 997-1004.

121. Takafuji, M. Preparation of poly(1-vinylimidazole)-grafted magnetic nanoparticles and their application for removal of metal ions [Text] / M. Takafuji, S. Ide, H. Ihara, Z. Xu // Chem. Mater. - 2004. - V. 16. - P. 1977-1983.

122. Teramura, Y. Cell surface modification with polymers for biomedical studies [Text] / Y. Teramura, H. Iwata // Soft Matter. - 2010. - V. 6. - P. 10811091.

123. Teas, Ch. Investigation of the effectiveness of absorbent materials in oil spills clean up [Text] / Ch. Teas, S. Kalligeros, F. Zanikos, S. Stoumas, E. Lois, G. Anastopoulos // Desalination. - 2001. - V. 140. - P. 259-264.

124. Tsang, S.C. Magnetically separable, carbon-supported nanocatalysts for the manufacture of fine chemicals [Text] / S.C. Tsang, V. Caps, I. Paraskevas, D. Chadwick, D. Thompsett // Angew. Chem. Int. Ed. - 2004. - V. 43(42). - P. 5645-5649.

125. Treseder, K.K. Fungal traits that drive ecosystem dynamics on land [Text] / K.K. Treseder, J.T. Lennon // Microbiology and Molecular Biology Reviews. - 2015. - V. 79. - P. 243-262.

126. Tully, J. Halloysite clay nanotubes for enzyme immobilization [Text] / J. Tully, R. Yendluri, Y. Lvov // Biomacromolecules. - 2016. - V. 17 (2). - P. 615-621.

127. van Beilen, J.B. Characterization of two alkane hydroxylase genes from the marine hydrocarbonoclastic bacterium Alcanivorax borkumensis [Text] / J.B. van Beilen, M.M. Marin, T.H. Smits, M. Rothlisberger, A.G. Franchini, B. Witholt, F. Rojo // Environmental Microbiology. - 2004. - V. 6. - P. 264-273.

128. VanGompel, J.V. An assessment of the utility of the yeast GreenScreen assay in pharmaceutical screening [Text] / J.V. VanGompel, F. Woestenborghs, D. Beerens, C. Mackie, P.A. Cahill, A.W. Knight, N. Billington, D.J. Tweats, R.M. Walmsley // Mutagenesis. - 2005. - V. 20. - P. 449-454.

129. Vergaro, V. Halloysite clay nanotubes: characterization and biocompatibility study [Text] / V. Vergaro, E. Abdullayev, R. Cingolani, Y. Lvov, S. Leporatti // Biomacromolecules. - 2010. - V.11. - P. 820-828.

130. VoLiMo.ru: Библиотека о водорослях, лишайниках и мохообразных Статьи и книги: биология, исследования, использование в промышленности, энергетике, медицине и кулинарии. http://volimo.ru/catalog/

131. Wang, L. Carbon nanotubes induce malignant transformation and tumorigenesis of human lung epithelial cells [Text] / L. Wang, S. Luanpitpong, V. Castranova, W. Tse, Y. Lu, V. Pongrakhananon, Y. Rojanasakul // Nano Lett. -2011. - V.11. - P. 2796-2803.

132. Wang, B. Yeast cells with an artificial mineral shell: protection and modification of living cells by biomimetic mineralization [Text] / B. Wang, P. Liu, W. Jiang, H. Pan, X. Xu, R. Tang // Angew. Chem. Int. Ed. - 2008. - V. 47. - P. 3560-3564.

133. Wang, H. Amphiphobic carbon nanotubes as macroemulsion surfactants [Text] / H.Wang and E.K. Hobbie // Langmuir. - 2003. - V. 19. - P. 3091-3093.

134. Watnick, P. Biofilm, City of Microbes [Text] / P. Watnick and R. Kolter // J. Bacteriol. - 2000. - V. 182. - P. 2675-2679.

135. Wei, W. Enhanced efficiency of antiseptics with sustained release from clay nanotubes [Text] / W. Wei, R. Minullina, E. Abdullayev, R. Fakhrullin, D. Mills, Y. Lvov // RSC Advances. - 2014. - V. 4. - P. 488-494.

136. Willey, J.M. Prescott's principles of microbiology / J.M. Willey, L.M. Sherwood, C.J. Woolverton // New York: McGraw-Hill. 1st ed. - 2009. - 969 pp.

137. Wolicka, D. Role of microorganisms in the biodegradation of crude oil [Text] / D. Wolicka and A. Borkowski // Rijeka: InTech Europe. Microorganisms and crude oil, introduction to enhanced oil recovery (EOR) processes and bioremediation of oil-contaminated sites, Dr. Laura Romero-Zeron (Ed.). - 2012. - 318 pp.

138. Wu, D. Oil sorbents with high sorption capacity, oil/water selectivity and reusability for oil spill cleanup [Text] / D. Wu, L. Fang, Y. Qin, W. Wu, C. Mao, H. Zhu // Marine Pollution Bulletin. - 2014. - V. 84. - P. 263-267.

139. Xie, Y. Magnetic halloysite nanotubes/iron oxide composites for the adsorption of dyes [Text] / Y. Xie, D. Qian, D. Wu, X. Ma // Chemical Engineering Journal. - 2011. - V. 168. - P. 959-963.

140. Yakimov, M.M. Alcanivorax borkumensis gen. nov., sp. nov., a new, hydrocarbon-degrading and surfactant-producing marine bacterium [Text] / M.M. Yakimov, P.N. Golyshin, S. Lang, E.R. Moore, W.R. Abraham, H. Lünsdorf, K.N. Timmis // Int J Syst Bacteriol. - 1998. - V. 2. - P. 339-348.

141. Yakimov, M.M Obligate oil-degrading marine bacteria [Text] / M.M Yakimov, K.N. Timmis, P.N. Golyshin // Current Opinion in Biotechnology. -2007. - V. 18. - P. 257-266.

142. Yah, W.O. Biomimetic dopamine derivative for selective polymer modification of halloysite nanotube lumen [Text] / W.O. Yah, H. Xu, H. Soejima, W. Ma, Y. Lvov, A. Takahara // J. Am. Chem. Soc. - 2012. - V. 134. - P. 1213412137.

143. Yang, Y. Recent advances on surface modification of halloysite nanotubes for multifunctional applications [Text] / Y. Yang, Y. Chen, F. Leng, L. Huang, Z. Wang, W. Tian // 2017. - doi: 10.20944/preprints201710.0049.v1.

144. aYang, L. Layer-by-layer assembly for rapid fabrication of thick polymeric films [Text] / L. Yang, W. Xu, S. Junqi // Chemical Society Reviews. -2012. - V. 41. - P. 5998-6009.

145. öYang, S.H. Interfacing living yeast cells with graphene oxide nanosheaths [Text] / S.H. Yang, T. Lee, E. Seo, E.H. Ko, I.S. Choi, B.S. Kim // Macromol. Biosci. - 2012. - V. 12. - P. 61-66.

146. BYang, S.H. Cytocompatible encapsulation of individual chlorella cells within titanium dioxide shells by a designed catalytic peptide [Text] / S.H. Yang, E.H. Ko, I.S. Choi // Langmuir. - 2012. - V.28. - P. 2151-2155.

147. Yang, S.H. Biomimetic encapsulation of individual cells with silica [Text] / S.H. Yang, K.-Bok Lee, B. Kong, J.-H. Kim, H.-S. Kim, I.S. Choi // Angew. Chem. Int. Ed. - 2009. - V. 48. - P. 9160-9163.

148. Yuan, P. Functionalization of halloysite clay nanotubes by grafting with Y-aminopropyltriethoxysilane [Text] / P. Yuan, P.D. Southon, Z. Liu, M. E. R. Green, J.M. Hook, S.J. Antill, C. J. Kepert // J. Phys. Chem. - 2008. - V. 112. - P. 15742-15751.

149. Zamaleeva, A.I. Direct deposition of nanomaterials onto cells [Text] / A.I. Zamaleeva, R.T. Minullina, J.R. Tully, M.R. Dzamukova, S.A. Konnova, E.A. Naumenko // RSC Smart Materials. Cell Surface Engineering: Fabrication of

Functional Nanoshells, Edited by R.F. Fakhrullin, I.S. Choi, Y. Lvov. - 2014. -CHAPTER 3. - No. 9.

150. Zamaleeva, A.I. A whole-cell amperometric herbicide biosensor based on magnetically functionalised microalgae and screen-printed electrodes [Text] / A.I. Zamaleeva, I.R. Sharipova, R.V. Shamagsumova, A.N. Ivanov, G.A. Evtugyn, D.G. Ishmuchametova, R.F. Fakhrullin // Anal. Methods. - 2011. - V. 3. - P. 509513.

151. Zamaleeva, A.I. Polyelectrolyte-mediated assembly of multiwalled carbon nanotubes on living yeast cells [Text] / A.I. Zamaleeva, I.R. Sharipova,

A.V. Porfireva, G.A. Evtugyn, R.F. Fakhrullin // Langmuir. - 2010. - V. 26. - P. 2671-2679.

152. Zhang, D. Magnetic nanoparticle-mediated isolation of functional bacteria in a complex microbial community [Text] / D. Zhang, J.P. Berry, D. Zhu, Y. Wang, Y. Chen, B. Jiang, S. Huang, H. Langford, G. Li, P.A. Davison, J. Xu, E. Aries, W.E. Huang // ISME J. - 2015. - V. 9(3). - P. 603-614.

153. Zhang, Y. Halloysite nanotubes coated with magnetic nanoparticles [Text] / Y. Zhang, H. Yang // Applied Clay Science. - 2012. - V. 56. - P. 97-102.

154. Zhang, D. Functionalization of whole-cell bacterial reporters with magnetic nanoparticles [Text] / D. Zhang, R.F. Fakhrullin, M. Özmen, H. Wang, J. Wang, V. N. Paunov, G. Li, W.E. Huang // Microbial Biotechnology. - 2011. - V. 4. - P. 89-97.

155. Zhou, W. Poly(vinyl alcohol)/halloysite nanotubes bionanocomposite films: properties and in vitro osteoblasts and fibroblasts response [Text] / W. Zhou,

B. Guo, M. Liu, R. Liao, M. Rabie, D. Jia, // J. Biomedical Materials Research. -2010. - V. 93(4). - P. 1574-1587.

156. Zhu, Y. Synthesis of magnetite nanoparticles by precipitation with forced mixing [Text] / Y. Zhu and Q. Wu // Journal of Nanoparticle Research. -1999. - V. 1. - P. 393-396.

157. Zou, M. Green synthesis of halloysite nanotubes supported Ag nanoparticles for photocatalytic decomposition of methylene blue [Text] / M. Zou, M. Du, H. Zhu, C. Xu, Y. Fu // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2012. - V. 45. - P 1-7.