Морфологическая гетерогенность колоний Alcaligenes eutrophus и Photobacterium leiognathi: По данным электронной микроскопии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.02, кандидат биологических наук Могильная, Ольга Алексеевна

• Могильная, Ольга Алексеевна
• кандидат биологических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Могильная, Ольга Алексеевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение----------------------------------------------------------------------------стр. —

Глава 1. Обзор литературы--------------------------------------------------------------11

1.1. Морфология колоний--------------------------------------------------------12

1.2. Внутренняя организация бактериальных колоний -------------------16

1.3. О бактериальном нуклеоиде-----------------------------------------------

Глава 2. Материалы и методы

2.1 Объекты исследования-------------------------------------------------------32

2.2. Подготовка колоний для ультраструктурных исследований--------33

2.3. Статистическая обработка данных---------------------------------------37

2.4. Подготовка ДНК А.еи^орЬиБ Zl и РЛею^аЙи 208 для электронно-микроскопических исследований-----------------------------------------------37

Глава 3. Морфология колоний и ультраструктура клеток изогенных вариантов светящихся бактерий

3.1 Морфология колоний светящихся бактерий-----------------------------

3.2 Морфологические типы клеток в колониях Р.1ею£паЙи 54-----------40

3.3 Изменение структуры популяции в процессе развития----------------52

3.4 Структура популяции секторных колоний-------------------------------54

3.5 Расположение клеток в колониях Р.1ею§па1;Ы шт.54-------------------56

3.6 Межбактериальные связи и внеклеточный матрикс---------------------59

3.7 Процесс дифференцировки колоний---------------------------------------60

Глава 4.Морфология колоний и ультраструктура водородокисляющих бактерий в гетеро- и автотрофных условиях роста на твердой среде.

4.1. Морфология колоний---------------------------------------------------------67

4.2. Я-вариант в гетеротрофных условиях--------------------------------------68

4.3. Я - вариант в автотрофных условиях--------------------------------------74

4.4. Б-вариант в гетеротрофных условиях-------------------------------------79

4.5. Б-вариант в автотрофных условиях----------------------------------------82

4.6. Ультраструктура водородокисляющих бактерий жидкой

периодической культуры----------------------------------------------------------87

Глава 5. Состояние генома водородокисляющих бактерий в различных условиях роста.

5.1. Упаковка ДНК в клетках Я-варианта А.еийгорЬш Ъ\, растущего в жидкой культуре и в виде колоний на твердой среде------------------------90

5.2. Иммуноцитохимические исследования ДНК водородокисляющих

и светящихся бактерий-------------------------------------------------------94

Главаб. Заключение----------------------------------------------------------------------105

Выводы-------------------------------------------------------------------------------------113

Литература---------------------------------------------------------------------------------114

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Морфологическая гетерогенность колоний Alcaligenes eutrophus и Photobacterium leiognathi: По данным электронной микроскопии»

ВВЕДЕНИЕ

Вопросы гетерогенности бактериальных популяций довольно широко освещаются в литературе. Описание морфологической гетерогенности популяций чаще всего касается жидкой бактериальной культуры (Иванов, Угодчиков, 1984: Печуркин и др.1990; Милько, Егоров, 1991), лишь небольшая часть исследований посвящена изучению гетерогенности, возникающей в процессе роста и развития бактериальных колоний (Высоцкий и др., 1984; Бакулина, 1985; Бондаренко и др.,1987; Павлова и др.,1990; Mendelson, Salhi, 1996). Интерес к этой проблеме объясняется возможностью параллельно с изучением гетерогенности популяции исследовать фундаментальные аспекты роста и морфогенеза микроорганизмов (Shapiro,1995). Микробную колонию следует рассматривать с разных точек зрения. Во-первых, это исходный посевной материал для микробиологических, генетических, биотехнологических целей. Во-вторых, колония это простейшее микробное сообщество, обладающее способностью к самоорганизации Исследование архитектоники колоний (совокупность данных об ультраструктуре клеток, их взаимодействии, ориентации и распределении в определенных областях колонии) предоставляет уникальную возможность комплексного изучения фундаментальных аспектов морфогенеза и роста бактериальных популяций. Наконец, колония является простейшим примером реализации генетической программы построения сообщества из одной клетки на твердой поверхности.

В настоящее время наблюдается явный разрыв между данными о гетерогенности бактериальной популяции и интерпретацией экспериментальных результатов по изучению структуры колонии. Так, цитоморфологическое разнообразие популяций признается закономерным и определяющим высокую выживаемость вида в меняющихся условиях среды обитания (Бакулина, 1985; Высоцкий и др.,1985; Новик, Высоцкий, 1996; Shapiro, 1995). Однако вопросы структурной организации и формирования

колоний, условия расщепления исходных бактериальных популяций на варианты с различными свойствами остаются недостаточно исследованными.

Электронно-микроскопическое изучение колоний позволяет наглядно продемонстрировать ультраструктурное разнообразие и дифференцировку бактерий в процессе роста, их локализацию и ориентацию в биомассе колонии, различные способы взаимодействия клеток, что дает возможность составить представление о гетерогенности на популяционном и клеточном уровнях.

Электронно-микроскопическое исследование бактериальной хромосомы дает представление о гетерогенности на субклеточном уровне. Использование бактерий различных таксономических групп в качестве простого и легкодоступного объекта исследований важно для понимания процессов изменчивости микроорганизмов в постоянно меняющихся условиях обитания и их роли в эволюции прокариот.

Актуальность проблемы.

Морфология колоний является одним из важных таксономических признаков, широко используемых в микробиологии. Этот признак можно рассматривать как некую наследственную морфогенетическую структуру на поверхности агара, являющуюся потомством одной клетки, размножающейся простым делением. Долгое время считалось, что все 106-108 клеток, составляющих колонию, одинаковы, однако в последние годы получены данные, свидетельствующие о наличии в колонии нескольких субпопуляций, различающихся по морфологическим и физиологическим признакам (Бакулина,1985; Shapiro, 1995). Предположительно гетерогенность в колонии возникает вследствие градиента питательных веществ и продуктов метаболизма в разных ее участках (Криг, Герхардт, 1983; Шлегель,1987; Wimpenny,1989). Интерес к данным проблемам не ослабевает, что вызвано различными задачами микробиологической практики и биотехнологии, а также имеет и чисто теоретический аспект.

Для решения вопросов гетерогенности микробных колоний в принципе применимы разные подходы, начиная от классических микробиологических, генетических и кончая управляемым культивированием и математическим моделированием популяции (Перт, 1978; Печуркин и др. 1990; Милько, Егоров, 1991; Белова и др. 1995; Брильков,1996; Shapiro,Higgins,1989). В их числе находятся и физические методы исследования биообъектов, среди которых подавляющим преимуществом обладает электронная микроскопия. Разнообразные методы электронной микроскопии позволяют оценить гетерогенность с позиций клеточной биологии, биохимии, генетики и биофизики (Шапиро, 1988; Лихошвай, Христолюбова, 1988), т.е. одновременно наглядно продемонстрировать гетерогенность на субклеточном, клеточном и популяционном уровне.

Известные к настоящему времени данные об ультраструктурной организации бактериальных колоний свидетельствуют в пользу представления о колонии как многокомпонентной, но определенным образом организованной на твердой поверхности структуре и даже "многоклеточном" организме (Бакулина 1985; Shapiro, 1988,1995; Shapiro, Higgins, 1989). Этот аспект является важным для понимания физиолого-биохимической, генетической активности колонии или любой бактериальной популяции на поверхности. С другой стороны, показателем активности генома, а, следовательно, и популяции в целом, является уровень организации хромосомы. В области исследования структурной организации хромосом эукариот достигнуты значительные успехи, прокариоты же в этом плане изучены недостаточно. Небольшие размеры бактериальных клеток и, соответственно, ДНК не позволяют изучать их на уровне светового микроскопа. Всестороннее рассмотрение структурной организации бактериального хроматина, а также цитоморфологических характеристик отдельных субпопуляций колоний стало возможным только с привлечением электронно-микроскопических методов.

Изучение бактериальной нуклеоплазмы, в частности, морфологическими методами приобретает значимость не только в изучении ДНК различных таксономических групп прокариот, но и в связи с исследованием геномов митохондрий и хлоропластов эукариот, имеющих свою белоксинтезирующую систему, подобную бактериальной. Кроме того, бактерии предоставляют уникальную возможность исследования ДНК, находящуюся в неактивном состоянии длительное время (ДНК спор) и готовую начать метаболизировать в течение нескольких минут при наличии подходящих условий окружающей среды.

Актуальность и необходимость изучения А1са^епез еМгоркт 21 и Рко^Ьас1егшт \eiognathi шт. 54 объясняется их практической значимостью на современном этапе развития науки и производства. Исследованные светящиеся бактерии являются потенциальным источником люциферазы, используемой для биолюминесцентного анализа. Водородокисляющие бактерии являются модельным объектом изучения автотрофии микроорганизмов, потенциальным продуцентом белка одноклеточных и полимера поли-(3-оксимасляной кислоты.

Цель и задачи исследования. Цель исследования заключалась в развитии представлений о структуре и гетерогенности бактериальных колоний на примере водородокисляющих А1са^епез еъйгоркш 21 и светящихся бактерий РкоЮЬаМегшт 1ею^шМ шт. 54, возможности использования полученных морфологических характеристик как управляемых параметров популяции. В конкретные задачи работы входило:

1. Развитие метода приготовления целых бактериальных колоний для электронно-микроскопических исследований светящихся и водородокисляющих бактерий.

2. Оценка влияния физико-химических факторов среды на морфологические характеристики клеток и их пространственную локализацию в объеме колоний вариантов Р.1ею§па1:Ы шт.54 и А.еийгорЬш шг.2\.

3. Сравнительный анализ архитектоники колоний как параметра, характеризующего штамм, вид, род и т.д.

4. Определение роли метаболической активности клетки, действия декомпактизующих ДНК факторов, Ни белка в гетерогенности бактериального хроматина.

Научная новизна работы и практическое значение. Настоящая работа является комплексным исследованием, в результате которого получены новые данные и сформированы новые представления о цитоморфологической гетерогенности популяций и структурной организации бактериальной колонии, зависимости фенотипических характеристик от факторов среды. Результаты работы являются существенным продвижением в развитии представлений о временной и пространственной организиции биологических систем, в частности, принципов самоорганизации бактериальных колоний как сообщества на твердой поверхности.

Впервые на примере А.еийорЬиз Ъ\ и Р.1ею§па1:Ы 54 проведено исследование архитектоники бактериальных колоний с применением метода, позволяющего сохранять целостность колонии. При анализе панорамных (обзорных) снимков больших участков колоний, полученных с помощью просвечивающего электронного микроскопа, получены принципиально новые данные о существовании морфологически гетерогенных субпопуляций бактерий в составе одной колонии и их определенной пространственной локализации.

Впервые изучено тонкое строение микроорганизмов в колониях диссоциантов водородокисляющих и светящихся бактерий. По ультраструктурной организации идентифицированы определенные морфотипы данных бактерий. Показано, что морфологические признаки колоний определяются сочетанием составляющих ее морфотипов клеток.

Исследование структуры нуклеоида водородокисляющих бактерий показало необычайно высокую степень компактизации хроматина, стабильность обнаруженных уровней упаковки на препаратах выделенной ДНК. Результаты исследования степени компактизации бактериальной хромосомы водородокисляющих бактерий расширяют аналогии в структурной организации геномов про- и эукариот, подтверждают представления о зависимости структурной организации хроматина от физиологического состояния бактериальной клетки.

Впервые проведенная для A.eutrophus Z1 и P.leiognathi 54 на электронно-микроскопическом уровне иммуноцитохимическая локализация гистоноподобного белка HU на хроматине бактерий in situ свидетельствует об участии данного белка в организации вторичной структуры бактериальной ДНК.

Полученные результаты о фенотипических характеристиках популяций водородокисляющих и светящихся бактерий, о функциональной активности генома могут найти приложение в изучении микробного разнообразия, экологии микроорганизмов, в изучении динамики структуры популяции, механизмов действия на нее внешних факторов. Отсюда вытекает возможность прогнозировать изменение состава популяции и тем самым управлять ею. Кроме того, полученные результаты могут иметь практическое значение при создании штаммов-продуцентов биологически активных и ценных веществ, получении тестовых систем на основе бактерий.

Положения, выносимые на защиту.

1. Колонии светящихся и водородокисляющих бактерий являются неоднородными по структуре составляющих их клеток. По мере развития колонии идет дифференцировка клеток по определенной программе.

2. Архитектоника колоний повторяема, т.е. наследственно закреплена.

3. Структурная организация хроматина водородокисляющих бактерий характеризуется высокой степенью компактизации и стабильностью выделенных уровней при различном метаболическом состоянии клетки.

4. Гистоноподобный белок HU участвует в поддержании нуклеосомоподобного уровня организации ДНК (на примере A.eutrophus Z1 и P.leiognathi шт.208).

Апробация работы.

Материалы исследований были доложены на Всесоюзной конференции "Структурно-функциональная организация клеток микроорганизмов" (Пущино,1987), XIII Всесоюзной конференции по электронной микроскопии (Звенигород, 1988), заседании Красноярского отделения Всесоюзного микробиологического общества (Красноярск, 1987), заседании Московского отделения Всесоюзного микробиологического общества (Москва, 1990), Всесоюзной школе "Электронная микроскопия в биологии и медицине " (Звенигород, 1990), Всесоюзной конференции «Биотехнология и биофизика микробных популяций» (Алма-Ата, 1991), Международной конференции «Микробное разнообразие: состояние, стратегия сохранения, экологические проблемы» (Пермь, 1996), конференции «Автотрофные микроорганизмы» (Москва, 1996), VIII Европейском конгрессе по биотехнологии (Будапешт, 1997).

Структура и объем работы.

В первой главе анализируются литературные данные по данной проблеме. В главе 2 описываются материалы и используемые методы. Главы 3, 4, 5 посвящены изложению и обсуждению полученных результатов. Глава 6 -заключение и выводы. Работа изложена на 128 стр., включает 7 таблиц, 36 иллюстраций. Список цитируемой литературы содержит 141 наименование, из них 65 зарубежных.

Заключение диссертации по теме «Биофизика», Могильная, Ольга Алексеевна

выводы.

1. Метод приготовления целых бактериальных колоний адаптирован для электронно-микроскопического исследования колоний А.еиТторЬш Ъ\ и РЛею^аЙи шт.54. Это позволило повысить информативную ценность ультратонких срезов большой площади при изучении архитектоники колоний и гетерогенности популяций.

2. Показано, что популяции Б- и Я- вариантов колоний А.еи^орЬиБ вне зависимости от факторов внешней среды, являются бинарными и отличаются по ультраструктуре составляющих клеток.

3. Впервые идентифицировано 8 типов клеток, в различных сочетаниях составляющих колонии 8- и Я- вариантов РЛе^паЙи шт.54. Обнаружено, что структура колоний определяется составляющими ее субпопуляциями бактерий. При этом установлено, что степень гетерогенности колонии возрастает при увеличении интенсивности биолюминесценции.

4. Показано, что колонии РЛе^паЙи шт.54 и А.еШгорЬш Ъ\ являются пространственно гетерогенными, о чем свидетельствует зависимость между морфотипами и пространственными координатами объема колонии.

5. Выявлено, что на степень гетерогенности хроматина А.еШхорЬш Ъ\ оказывает влияние фаза и условия роста культуры. Обнаруженная высокая степень компактизации хромосомы может свидетельствовать о неактивном состоянии большей части ДНК данных микроорганизмов в исследуемых условиях.

6. Установлено, что гистоноподобный белок НИ локализован в компактизованных участках ДНК водородокисляющих и светящихся бактерий, что подтверждает его участие в поддержании компактного состояния хроматина прокариот.

ГЛАВА 6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Анализ строения бактериальных колоний, изменение их архитектоники в процессе развития способствует более полному пониманию жизнедеятельности популяции. Наличие изогенных вариантов дает уникальную возможность исследования дифференциальной экспрессии генов, позволяя, в частности, наблюдать за развитием колоний, обладающими стойкими отличительными характеристиками.

Как в случае изучения водородокисляющих бактерий, так и в случае фотобактерий, в зависимости от условий культивирования исходная культура расщепляется на варианты. В классической микробиологии этот процесс называется диссоциацией и определяется плейотропными изменениями в геноме. Диссоциация объединяет два взаимосвязанных процесса: изменения в геноме и селекцию возникших мутантов. Диссоцианты всегда отличаются по таким интегральным показателям обмена как скорость роста, интенсивность дыхания. В микробиологической практике часто используют оба процесса, оптимизируя параметры культивирования для получения быстрорастущего или высокопродуктивного штамма (Милько,1990).

В исследуемых видах светящихся и водородокисляющих бактерий Я-форма фигурировала как исходная. Это можно объяснить тем, что в предшествующие годы в культуре водородных бактерий отбирался вариант с высокой скоростью роста в автотрофных условиях и высоким содержанием белка, а у светящихся бактерий шел отбор по свечению и скорости роста. В результате в том и другом случае у исследователей оказался Я-вариант.

Анализируя цитоморфологические отличия вариантов светящихся бактерий и процесс формирования колоний, а также физиолого-биохимические характеристики вариантов и их взаимные переходы (Шендеров и др.1989; Луцкая и др.,1991), можно, например, предположить, что исходным в природных условиях являлся темновой вариант, при росте на твердых средах образующий колонии гладкого типа (S). Колонии темнового варианта 541 P.leiognathi состоят из одного типа клеток с гомогенной цитоплазмой и без включений (обозначенный ABC). Этот тип бактерий обнаруживается, наряду с другими, во всех выделенных вариантах. Кроме того, только такие клетки составляют молодые колонии (18 часов роста) наиболее гетерогенных по составу ярко светящихся вариантов 54 исх. и 54V, когда их (колонии) уже можно увидеть глазом, но они еще не светятся. Жидкая периодическая культура в начале экспоненциальной фазы также представлена клетками этого морфотипа. Можно предположить, что именно этот тип клеток является родоначальным и из него в последующем в процессе роста колонии дифференцируются другие типы, в определенном сочетании формирующие колонии всех выделенных вариантов. Если колония состоит только из клеток типа ABC, то она не светится. Процесс дифференцировки бактерий в колонии, по-видимому, идет быстро после 18 часов роста, так как суточные колонии у гетерогенных вариантов (54 исх. и 54-V) содержат практически весь набор клеток, и у некоторых колоний уже сформирована лизисная зона, состоящая из деградирующих форм клеток (клетки с признаком А') (табл.4). Чем больше интенсивность люминесценции варианта, тем больше лизисных клеток, локализованных в определенной части колонии. Первоначально колонии светящихся бактерий на твердой питательной среде описывались как гладкие, блестящие, прозрачные или полупрозрачные (Чумакова, Гительзон,1975), и изначально в коллекции ИБСО P.leiognathi штамм 54 был гладким, а затем по свечению был отселектирован шероховатый вариант. Скорее всего, в естественной среде обитания преобладает гладкий вариант, о чем свидетельствуют описания колоний свежевыделенных светящихся бактерий (Nealson, Hastings, 1979). Видимо, темновой S-вариант, состоящий из «недифференцированных» клеток, имеет значение для сохранения и стабилизации вида, а Я-варианты, более дифференцированные по клеткам и ярко светящиеся, для расселения вида.

Процесс диссоциации, наблюдаемый в культуре А.еЩгорЬдз Ъ\ укладывается на первый взгляд в классическую схему - при действии неблагоприятных факторов существенно возросло имевшее место эпизодическое расщепление на варианты. Возникшие варианты отличались скоростью роста, устойчивостью к действию физико-химических факторов. Однако Б формы не давала реверсии в исходную форму или другие варианты. Оказалось, что Я- и Б- варианты представлены клетками, значительно различающимися по ультраструктуре. По сравнению со светящимися бактериями у А.еЩгорЬиБ Ъ\ не наблюдается одного морфотипа, который присутствовал бы во всех вариантах. Многочисленные работы, приводимые в литературном обзоре по диссоциации микроорганизмов, описывают, в лучшем случае, изменения в клеточной стенке, другие же ультраструктурные изменения, происходящие у вариантов, не упоминаются. Возможно, в результате расщепления возникли варианты, баланс скоростей образования которых значительно сдвинут в сторону Я- формы. О генетических механизмах этого явления пока можно предполагать. Известно, что большую роль в диссоциативных переходах играют внехромосомные элементы. Действительно, в Я-варианте исследованного штамма присутствует плазмида размером близким к 100 кЬ, а Б- вариант не содержит плазмиды (Капцова, 1991).

Полученные результаты исследований водородокисляющих и светящихся бактерий показывают, что колония является популяцией определенным образом организованных клеток. Повторяемость этой организации позволяет воссоздавать каждый раз внутреннюю однотипную структуру, что и проявляется на макроуровне как постоянство формы, плотности, цвета и других характеристик, которые служат таксономическими признаками при росте колоний на однотипных средах. Важную роль в постоянстве внутренней организации микробных колоний играют генетические факторы и физико-химические факторы окружающей среды. Возможно, что упорядоченность регулируется прямыми клеточными контактами, взаимодействием цитоскелетов клеток и образованным ими цитоскелетом колонии, где передача информации осуществляется через межклеточный матрикс. Последний участвует в поддержании целостности колонии, образуя упорядоченный пространственный остов (Springer, Roth, 1972; Stahl et al., 1983; Высоцкий и др., 1984; Новик, Высоцкий, 1995).

Следует подчеркнуть, что структура колоний светящихся бактерий соответствует существующим давно представлениям микробиологов -активная периферия и лизисный центр. А структура колоний водородокисляющих бактерий отличается - активно растущие клетки располагаются по всему объему колонии. Аналогичная картина была получена нами на колониях Rhodococcum rubropertinctus (Могильная и др., 1994). Колонии эрвиний содержали две зоны лизированных клеток, их локализация также не соответствовала классическим представлениям - в середине объема колонии и по верхней границе (Тикк,1984). Привлекая имеющиеся литературные данные и собственные результаты исследования организации колоний представителей разных таксономических групп (P.leiognathi, P.phosphoreum, E.coli, Erwinia herbicola, A.eutrophus и R.rubropertinctus) можно сказать, что такой признак как наличие лизисной зоны с определенным местоположением является характеристикой штамма и не зависит от изученных факторов среды. Однако недостаточное количество экспериментальных работ по изучению организации бактериальных колоний не позволяет сделать подобный вывод на уровне вида, рода и далее (рис.36). штамм § вид род семейство

Рис.36. Наличие лизисных зон (заштрихованные участки) в колониях бактерий, принадлежащих к различным таксономическим группам.

Таким образом, изучение архитектоники колоний различных микроорганизмов необходимо для создания более полного представления о функционировании и морфогенезе бактериальных сообществ на твердой поверхности.

Обобщая наблюдения по архитектонике колоний и ультраструктуре бактерий Я- и 8-вариантов А.еи^орИш Ъ\, а также изогенных вариантов светящихся бактерий Р.1ею§пайи 54 можно сказать, что полученные результаты согласуются с выводами Н.А.Бакулиной (1985), которая предположила, что существование субпопуляций в одной колонии является результатом того, что при образовании колоний уже на первых генерациях идет дифференциация дочерних клеток на клоны, обладающие дополнительными, отличительными от материнских, признаками, и обеспечивающими виду выживаемость. Наши исследования подтвердили, что архитектоника колоний закладывается первыми поколениями клеток. Кроме того, возникновение субпопуляций в определенное время развития колоний может говорить о том, что имеется пул недифференцированных особей, которые начинают функционировать при определенных условиях (накопление биомассы, накопление метаболитов). Повторяющаяся картина в строении колоний говорит о том, что их формирование и развитие является регулируемым наследственно закрепленным процессом.

Из полученных данных по изучению морфологической гетерогенности бактериальных колоний исследованных видов, действию на нее внешних факторов можно сделать следующие заключения, немаловажные для практического использования:

1. Варианты РЛею^аЙи 54, образующие колонии гладкого типа, являются более гомогенными по клеточному составу, поэтому для решения определенных задач использование их в качестве посевного материала более оправдано, поскольку можно создать определенный набор морфотипов клеток, меняя внешние факторы. Следует учитывать также, что в популяциях R-вариантов в большом количестве присутствуют лизисные формы. Для A.eutrophus ZI такое заключение сделать нельзя.

2. Варианты P.leiognathi 54 и A.eutrophus ZI, образующие колонии шероховатого типа из-за изменений в липидном составе клеточной стенки и, соответственно, ее проницаемости, более пригодны для создания коллекций штаммов с повышенной чувствительностью к различным классам токсичных веществ. Изменяя факторы среды (например, источник углерода), можно повысить чувствительность к токсичным веществам.

3. Управлять выходом продукта, например, люцифераз, можно задавая определенную структуру популяции (по клеточным морфотипам).

Гетерогенность популяции бактерий проявляется и на субклеточном уровне. Пространственная организация ДЕК в бактериальной клетке имеет важное значение в регуляции работы генов и регуляторных систем. Ориентация участков ДНК в пространстве относительно друг друга, их сближение или удаление влияет на взаимодействие белков, связывающихся с различными участками ДНК. Все исследования показывают, что бактериальная нуклеоплазма не является статичной, а очень динамична и значительно меняет свою форму в течение роста и активного метаболизма клетки (Robinow, Kellenberger,1994).

В настоящей работе проведено комплексное изучение структурно-функциональной организации хроматина водородокисляющих бактерий на разных стадиях роста бульонной периодической культуры, а также культуры, растущей на твердой среде в виде колоний. Показано, что структура хроматина в большей степени определяется фазой роста и прочностью связей ДНК с белками. Кроме того, характер выделения и расправления ДНК из клеток может свидетельствовать о гетерогенности популяции бактерий. Полученные данные согласуются с результатами работ по исследованию организации ДНК в нуклеоиде других микроорганизмов: Bacillus licheniformis (Sloof et al.,1983), Streptomyces fradia (Киселева и др.,1988), E.coli (Лихошвай,1988), что указывает на существование общих принципов упаковки ДНК в геноме прокариот, значительно различающихся по физиологическим и функциональным характеристикам. Следует отметить сохранение компактного (суперспирализованные ДНП-фибриллы, нуклеомеро- и нуклеосомоподобные глобулы, частицы типа хромомер эукариот), а значит и метаболически не активного, состояния большей части ДНК на всех стадиях жизненного цикла водородокисляющих бактерий. Такое состояние можно объяснить не только прочностью связей ДНК с белками, но и, возможно, узкой специализацией данных микроорганизмов. Это позволяет предположить, что в лабораторных условиях не реализованы заложенные природой потенциальные возможности водородокисляющих бактерий.

Наличие гистоноподобного белка HU в клетках водородокисляющих и светящихся бактерий в плотно компактизованных участках выделенной бактериальной ДНК и на тонких фибриллах, содержащих нуклеосомоподобные глобулы свидетельствует скорее всего, о его участии в поддержании компактных образований хроматина.

Таким образом, проведенные на электронно-микроскопическом уровне исследования позволили получить новые сведения об архитектонике бактериальных колоний двух видов бактерий с разными путями метаболизма, процессе дифференцировки клеток в ходе развития колонии, а также особенностях диссоциации популяции и структурной организации хроматина.

Полученные сведения важны для понимания функционирования и морфогенеза колоний, различных аспектов гетерогенности популяции. Эти результаты могут быть использованы в изучении процессов колонизации поверхностей, актуальных в медицине и технике.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Могильная, Ольга Алексеевна, 1998 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Бакаев B.B. Структура хромосомных дезоксинуклеопротеидов. XI. Об организации дезоксинуклеопротеидного комплекса в бактериальной клетке. // Молекул.биология.-1981 .-Т. 15,вып.6.-С. 1350-1363.

2. Бакулина H.A., Ефимова О.Г., Высоцкий В.В., Бевз Н.И. Морфологическая неоднородность популяций и клонов Bordetella pertussis (по данным электронной микроскопии). //ЖМЭИ.-1984.-N9.-С.54-57.

3. Бакулина H.A. Клонально-функциональная дифференциация популяции как механизм сохранения вида у прокариот.- Физико-химические исследования патогенных энтеробактерий в процессе культивирования. Иваново, Изд. Ивановского Гос. Мед. ин-та, 1985.-С.11-18.

4. Баранова H.A. Гетерогенность популяции морских бактерий Vibrio fischeri. //Тез.Всес.конф. "Биофизика популяций"-Красноярск.-1987, Изд. Института физики им. Л.В.Киренского СО АН СССР, с.6.

5. Белова С.Э., Дорофеев А.Г., Паников Н.С. Кинетика и стехиометрия роста бактерий Pseudomonas fluorescens и Alcaligenes sp. на агаризованной среде. // Микробиология.-1995.-Т.64, N3.-C.347-353.

6. Бирюзова В.И., Боровягин В.Л. и др. Электронно-микроскопические методы исследования биологических объектов.- Изд. АН СССР, М., 1963.-204с.

7. Бондаренко Т.Ф., Паников Н.Р., Добровольская Т.Г. Изменение морфологии почвенных бактерий в зависимости от скорости их роста. // Микробиология. -1985.-Т.54, N5.-C.798-803.

8. Бондаренко В.М., Гостева В.В., Клицунова Н.В., Захалева В.А., Габидуллин З.Г., Ишкильдин И.Б. Ультраструктурные особенности микробных клеток Proteus mirabilis, различающихся по способности к роению. //ЖМЭИ.-1987.-N1.- С.3-6.

9. Браун В. Генетика бактерий.- М.: Наука, 1968.- 446с.

Ю.Брильков A.B. Биофизические критерии развития популяций микроорганизмов и их ассоциаций в управляемых условиях. // Автореф.дис.докт.биол.наук.-Красноярск, 1996.-41 с.

П.Будрене Е.О. Образование пространственно упорядоченных структур в колониях подвижных бактерий на агаре. //ДАН CCCP.-1985.-T.283,N2.-С.470—473.

12.Будрене Е.О., Полежаев A.A., Птицын М.О. Модель образования пространственно-упорядоченных структур в колониях подвижных бактерий. //Биофизика.- 1986.-Т.31, N5.-С.866-870.

13.Волова Т.Г. , Калачева Г.С., Пузырь А.П., Константинова В.М. Влияние условий роста на накопление полиоксибутирата водородными бактериями. //Прикл.биох. и микробиол.-1992.-Т.28, вып.2.-С.221-229.

14.Воскун С.Е., Смирнов С.Г. Структура популяции Shigella flexneri в процессе формирования микроколоний. // 5KM3H.-1984.-N6.- С.29-31.

15.Воскун С.Е. Генотипические и фенотипические особенности поведения клеток энтеробактерий на плотной питательной среде.- Физико-химические исследования патогенных энтеробактерий в процессе культивирования. Иваново, Изд. Ивановского Гос. Мед. Инст., 1985.-С.33-39.

16.Воскун С.Е., Новикова Л.Ф. Бактериальная адгезия и колонизация поверхностей.- Иваново, Изд. Ивановского. Гос. Мед. Инст., 1989. (Рук.деп. в ВИНИТИ N1167-В90).

17.Выборных С.Н., Парыгин Е.В., Егоров Н.С. Колониально-морфологическая изменчивость Bacillus licheniformis 28КА в связи с образованием антибиотиков, экзопротеаз и спор. // Биол.науки.-1990.-№2,- С.127-134.

18.Высоцкий В.В., Мазурова И.К., Шмелева Е.А. К вопросу о экстрацеллюлярном материале некоторых представителей рода Corynebacterium (электронно-микроскопический аспект). //ЖМЭИ.-1977.-N8.-C.90-95.

19.Высоцкий B.B. Гетероморфизм коринебактерий. Сообщение II. Микроклетки. //ЖМЭИ.-1979.-N4.-C.75-78.

20.Высоцкий В.В., Котлярова Г.А. К вопросу о цитологии и архитектонике L-популяций Lysteria monocytogenes. //Изв.Ан СССР,сер.биол.-1981.-N4.-С.583-593.

21.Высоцкий В.В., Смирнова-Мутушева М.А., Ефимова О.Г., Бакулина H.A. Влияние пенициллина и среды обитания в организме бактерионосителей на межклеточные связи популяций менингококка и коклюшного микроба. //Антибиотики.-1983.-Ы4.-С.271-278.

22.Высоцкий В.В., Бакулина H.A., Вайсман И.Ш., Ефимова О.Г., Котлярова Г.А. Структурные основы микробных популяций как полиморфных многоклеточных систем. //Цитология микроорганизмов.- Пущино,1984.-С.44-46.

23 .Высоцкий В.В., Вайсман И.Ш., Ефимова О.Г., Чемурзиева Н.В. Криофрактографическое изучение межклеточных связей в популяциях агаровых культур Bordetella pertussis. //ЖМЭИ,-1985.-N9.-C.54-60.

24.Высоцкий Е.С., Заворуев В.В., Межевикин В.В., Примакова Г.А.,Родичева Э.К., Щербакова Г.Я. Культивирование светящихся бактерий Photobacterium phosphoreum в хемостате. -В кн.: Биолюминесценция в Тихом океане.-Красноярск: Изд. ИФ СО АН СССР.-1982.-С.337-348.

25.Григорьева Т.М., Азизбекян P.P. Изучение одновременной реверсии по генам thy, dra и drm у Bacillus thuringiensis. // Генетика.-1983.-T.XIX, N3.-С.406-415.

26.Ефимова О.Г., Высоцкий В.В., Бакулина H.A. Ультраструктурные изменения популяций коклюшного микроба при действии антибиотиков. //Антибиотики.-1982.-N11.-С.50-52.

27.Егоров Н.С., Милько Е.С., Степанова Р.А., Шибинска А. Влияние факторов внешней среды на рост и изменчивость R-,S- и М-вариантов Mycobacterium lacticolum. //Биолог.науки.- 1986.-N8.- С.87-92

28.3аварзин Г.А. Литотрофные микроорганизмы М.:Наука,1972.- 323с.

29.Иванов В.Н., Угодчиков Г.А. Клеточный цикл микроорганизмов и гетерогенность их популяций.- Киев:Наук.думка, 1984.- 280с.

30.Капцова И.Г. Выделение и свойства плазмиды штамма Alcaligenes eutrophus ТА. 11 Красноярск, Изд. Института физики им.Л.В.Киренского СО АН СССР, 1991. ПрепринтЫ 166Б, 16с.

31.Киселева Е.В., Лихошвай Е.В., Сердюкова Н.А., Христолюбова Н.Б. Электронно-микроскопический анализ уровней структурной организации хромосомы E.coli. // Докл.Ан СССР.-1986.-Т.289.-С. 1235-1237.

32.Киселева Е.В., Лихошвай Е.В.,Христолюбова Н.Б., Воробьева Н.В., Сердюкова Н.А., Ромащенко А.Г. Электронно-микроскопическое исследование структуры розеткоподобных нуклеопротеидных комплексов, выделенных из клеток Escherichia coli. // Биополимеры и клетка.-1987.-Т.З.-С.251-257.

33.Киселева Е.В., Кулыба Н.П., Байбородин С.И., Панфилова З.И., Христолюбова Н.Б., Козлов А.В., Салганик Р.И. Электронно-микроскопическое изучение структурной организации ДНК в нуклеоидах спор и мицелия стрептомицетов. //Докл.АН СССР.-1988а.-Т.299, N6.-С. 14861488.

34.Киселева Е.В., Дударева Н.А., Дикалова А.Э., Христолюбова Н.Б., Салганик Р.И. Структурная организация генома хлоропластов Beta vulgaris L. // Докл.АН СССР.-19886.-Т.302, N5.-С. 1229-1231.

35.Киселева Е.В., Сердюкова Н.А. Изучение транскрипционной активности хроматина E.coli на разных стадиях роста культуры. //Тезисы XIII ВКЭМ.-Звенигород, 1988в.-С.42.

36.Криг Н., Герхардт Ф. Твердая культура. -В кн.: Методы общей бактериологии.-М., 1983.-С.356-363.

37.Кузнецов О.Ю. Структурно-функциональная организация колонии Shigella flexneri Rd. // Иваново, Изд. Ивановского.Гос.Мед.инст., 1988.-С.89-92 (Рук.деп.в ВИНИТИ 17.06.88 N4767-B88).

38.Кулыба Н.П., Козлов А.В. Содержание связывающегося с ДНК белка HU и соотношение Ни/ДНК в клетках E.coli с разным периодом генерации. // Биохимия.-1989.-Т.54, B.7.-C.1075-1081.

39.Лихошвай Е.В., Керкис А.Ю., Христолюбова Н.Б., Зайчиков Е.Ф., Лактионов П.П., Рошке В.В., Кулыба Н.П., Козлов А.В. Структурно-функциональная организация хромосомы Escherichia coli по данным иммуноэлектронной микроскопии. // Докл.АН СССР.-1988.-Т.299, Nl.-C.225-227.

40.Лихошвай Е.В., Христолюбова Н.Б. Гетерогенная упаковка хромосомы Escherichia coli и ее декомпактизация в опытах in vitro. // Цитология.-1988,-Т.30, N12.-C.1463-1466.

41.Лихошвай Е.В. Электронно-микроскопическое изучение структуры генома E.coli. //Автореф.дис.канд.биол.наук.-Новосибирск, 1988.16с.

42.Луцкая Н.А., Виделец И.Ю., Шендеров А.Н. Закономерности возникновения гетерогенности в популяции светящихся бактерий. // Красноярск.-1990.- Изд. Института биофизики СО АН СССР, препринт N140E, 35с.

43.Мартынкина Л.П., Милько Е.С. Ультраструктурные особенности диссоциантов Rhodococcus rubropertinctus и Streptococcus lactis. //Микробиология.-1991 .-Т. 60, N2.-C.334-33 8.

44.Милько Е.С., Егоров Н.С. Сравнительное изучение морфологии и физиолого-биохимических особенностей 3 форм Mycobacterium lacticolum 104. //Вестн.Моск.Унив.сер.почвовед.-1975.-Ж.-С.71.

45.Милько Е.С., Егоров Н.С., Королева Г.И. Генетические основы диссоциативных переходов Rhodococcus rubropertinctus. //Вестн.Моск.Унив.сер.биол.-1989.-N3 .-С.40-44.

46.Милько Е.С. Нестабильность синтеза практически ценных веществ бактериями и процесс диссоциации. // Прикл.биохим. и микробиол. 1990.-Т.26, вып.6.-С.732-742.

47.Милько Е.С., Егоров Н.С. Гетерогенность популяций бактерий и процесс диссоциации. -М.: Изд. МГУ, 1991,142с.

48.Могильная О.А., Милько Е.С., Медведева С.Е. Сравнительное электронно-микроскопическое изучение колоний и клеток диссоциантов родококка. // Прикл.биох. и микробиол.-1994.-Т.30, вып.6.-С.877-883.

49.Новик Г.И., Высоцкий В.В. Архитектоника популяций бифидобактерий: субмикроскопический аспект когезии клеток Bifidobacterium adolescentis и Bifidobacterium bifidum. //Микробиология.-1995.-Т.64, N2.- С.222-227.

50.Новик Г.И., Высоцкий В.В. Изменение морфологии клеток в цикле развития популяций Bifidobacterium adolescentis и Bifidobacterium bifidum. //Микробиология.-1996.-T.65,Nl.-C.60-66.

51.Новик Г.И., Высоцкий В.В Репродукция и дифференциация клеток в цикле развития популяций Bifidobacterium adolescentis и Bifidobacterium bifidum. //Микробиология.-1996.-Т.65, N3.-C.357-364.

52.Павлова И.Б., Куликовский А.В., Ботвинко И.В., Джентемирова К.М., Дроздова Т.Д. Электронно-микроскопическое исследование развития бактерий в колониях. Гетероморфный рост бактерий в процессе естественного развития популяции. // ЖМЭИ.-1990а.-Ш2.-С.12-15.

53.Павлова И.Б., Куликовский А.В., Ботвинко И.В., Джентемирова К.М., Дроздова Т.Д Электронно-микроскопическое исследование развития бактерий в колониях. Морфология колоний бактерий. // ЖМЭИ,-19906.-N9.-С.15-20.

54.Перт С.Д. Основы культивирования микроорганизмов.-М.:Мир, 1978.-331с.

55.Печуркин Н.С. Популяционная микробиология.-Новосибирск, Наука Сиб.отд, 1978.- 170 с.

56.Печуркин Н.С., Брильков A.B., Марченкова Т.В. Популяционные аспекты биотехнологии.- Новосибирск, Наука, Сиб.отд., 1990.-173с.

57.Пешков М.А. Бактериальная колония как гистологический объект.// Микробиол.эпидемиол. и иммунол.- 1936.-T.16.-N2.-C.257-260.

58.Плохинский H.A. Алгоритмы биометрии.-М. :Изд.МГУ, 1967.-81с.

59.Попова Л.Ю., Калачева Г.С., Могильная O.A., Медведева С.Е., Печуркин Н.С. Штамм светящихся бактерий с повышенной чувствительностью к гексахлоранциклогексану.// Прикл.биох. и микробиол.-1994.-Т.ЗО, вып.4-5.-С.650-656.

60.Примакова Г.А., Воробьева Т.И., Медведева С.Е., Фиш A.M. Особенности морфологии и ультраструктуры психрофильных светящихся бактерий. // Микробиол.-1981 .-Т.50, вып.З .-С.487-493.

61.Производство белка на водороде./Под ред. Гительзона И.И.-Новосибирск, Наука, Сиб.отд., 1981.-153с.

62.Пузырь А.П., Могильная O.A. Электронно-микроскопическое изучение структуры колоний некоторых видов бактерий. //Красноярск, Изд. Института физики им.Л.В.Киренского СО АН СССР,1988, препринтЫ 88Б, 28с.

63.Работнова И.Л. Физиологическая изменчивость микроорганизмов и ее регулирование. // Успехи микробиологии.-1975.- N10.-С.120-131.

64.Работнова И.Л. Физиология микроорганизмов и управляемое культивирование. //Успехи микробиол.-1990.-N24.-C.88-99.

65.Савельева Н.Д., Жилина Т.Н. К систематике водородных бактерий. //Микробиология.-1968.-Т.З7, вып. 1 .-С.84-91.

66.Сальников М.В., Медведева С.Е. Морфологические изменения клеток светящихся бактерий в различных условиях культивирования. //Изв.СО АН CCCP.-1982.-N10, вып.2, сер.биол.-С. 103-108.

67.Стасишина Г.Н., Могильная О.А., Калачева Г.С., Волова Т.Г., Медведева С.Е., Франк JI.A., Гусейнов О.А., Плотников В.Ф. Исследование гетерогенности в культуре водородных бактерий Alcaligenes eutrophus Z-l // Красноярск, Изд.Института физики им.Л.В.Киренского СО АН СССР, 1989, препринт N 103Б, 30с.

68.Степанова Р.А., Милько Е.С., Егоров Н.С., Мартынкина Л.П. Состав клеточных стенок R-,S- и М-вариантов Rhodococcus rubropertinctus. // Вестн.Моск.Гос.Унив., сер.биол.-1987.-№.-С.56-60.

69.Тец В.В., Рыбальченко О.В., Савкова Г.А. Контакты между клетками в бактериальных колониях. // ЖМЭИ,-1991 .-N2.-C.7-13.

70.Тикк Э.Й. Изучение динамики ультраструктуры бактерий Erwinia herbicola в растущей бактериальной колонии. // Цитология микроорганизмов.-Пущино, 1984.-С.46-47.

71.Чумакова Р.И., Гительзон И.И. Светящиеся бактерии.- М.: Наука, 1975.-108с.

72.Шендеров А.Н., Вид елец И.Ю., Луцкая Н.И., Гуревич В.Б., Светлаков А.В. Физиолого-биохимические свойства наследственных вариантов, вознмкающих в популяции Photobacterium leiognathi. // Микробиология.-1989.-Т.53, N6.- С.1000-1006.

73.Шеховцев В.П.,Жарикова Г.Г. Электронно-микроскопическое изучение расположения клеток в колониях бактерий. //Биол.науки.- 1984.-N3.-C.93-97.

74.Шлегель Г. Общая микробиология.-М:Мир,1987.-566с.

75.Шмелев В.А., Носова Л.Д., Галеев В-С.К., Ставицкий С.Б., Лущиков С.Б., Попов С.Г., Герасимов В.Н. Гетерогенность музейных штаммов Yersinia pseudotuberculosis и их молекулярно-биологические свойства. // ЖМЭИ.-1991.-N1.-C.4-8.

76.Afrikjan E.G., Julian G.S., Lee A.B. Scanning electron microscopy of bacterial colonies. // Appl.Microbiol.-1971.-V.26, N6.-P.934-937.

77. Baker D.A., Park W.A. Changes in morphology and cell wall structure that occur during growth of Vibrio sp.NCTC4716 in batch culture. // J.Gen.Microbiol.-1975.-V.86, N1.-P. 12-28.

78.Berthold V., Geider K. Interaction of DNA with DNA-binding proteins. The characterization of protein HD from E.coli and its nucleic acids complexes. //Eur. J.Biochem.-1976.-V.71 .-P.443-449.

79.Bjornsti M.A., Hobot J.A., Kelus A.S., Villiger W., Kellenberger E. New electron microscopic data on structure of the nucleoid and their functional consequences. -In: Bacterial Chromatin (ed.by C.O.Gualerzi and C.L.Pon ) Springer-Verlag Berlin Heidelberg.- 1986.-P.64-81.

80.Bohrmann B., B.Arnold-Schulz-Gahmen, Kellenberger E. Ultrastructural localization of the histone-like pritein HTa from the archaeon Thermoplasma acidophilum. //J.Struct.Biol. -1990.-V.104.-P. 112-119.

81.Bounova E., Rye M. A method of orientation of embedded bacterial colonies prepared for ultrathin sections. // Folia Biol.(CSSR).-1976.-V.22.-P.336.

82.Brock T.D. The bacterial nucleus: a history. // Microbiol.Rev.- 1988.- V.52,N4.-P.397-411.

83.Broyles S.S., Pettijohn D.E. Interaction of the E.coli HU-protein with DNA. Evidence for formation of nucleosome-like structures with altered DNA helical pitch. // J.Mol.Biol.-1986.-187.-P.47-60.

84.Bulger R.J., Bulger R.E. Ultrastructure of small colony variants of a methicillin -resistant Staphylococcus aureus . //J. of Bacteriol.-1967.-V.94.-P. 1244-1246.

85.Crevel G. Analyse de l'interaction entre une proteine cyanobacterrienne de type HU et un ADN circulaire surenroul. // C.R.Acad.Sci.Sep.3.-1989.-309,Nl.-P.l-6.

86.Crysogelos,S.J., Griffith J. Escherichia coli single-stranded DNA in nucleosome-like units. //Proc.Natl.Acad.Sci.USA.-1982.-79.-P.5803-5807.

87.De Maagd R.A., Lugtenberg B.J.J. Outer membranes of Gram-negative bacteria. //Biochem.Soc.Trans.-1987.-V. 15, suppl.54-62.

88.Domermuth C.H., Nielsen M.H., Freundt E.A., Birch-Andersen A. Ultrastructure of Mycoplasma species. //J. Bacteriol.-1964.-V.88.-P.727-744.

89.Drlica K. The nucleoid. - In: Escherichia coli and Salmonella typhimurium: cellular and molecular biology.(Ed. F.C.Neidhardt), 1987.-V.1,2.-P.91-103. Amer.Soc.Micr. Washington, D.C.

90.Drlica K., Rouviere-Yaniv J. Histonelike proteins of bacteria. //Microbiol.Rev.-1987.- V.51.-P.301-309.

91.Drucker D.B., Wittacker D.K. Microstructures of colonies of rod-shaped bacteria //J. Bacteriol.-l971.-V.108.-P.515-526.

92.Durrenberger M., Bjornsti M.-A, Uetz T., Hobot J.A., Kellenberger E. Intracellular location of the histonelike protein HU in Escherichia coli //J.Bacteriol.- 1988.-V.170,N10.-p.4757-4768.

93.Fakan S., Leser G., Martin T.E. Immunoelectron microscope visualization of nuclear ribonucleoprotein antigens within spread transcription complexes. //J. Cell Biol.-1986.-V.103.-P.l 153-1157.

94.Hobot J.A., Villiger W., Excalg J., Maeder M., Ryter A., Kellenberger E. Shape and fine structure of nucleoids observed on sections of ultrarapidly frozen and cryosubstituted bacteria. //J.Bacteriol.- 1985.-V.162.-P.960-971.

95.Hobot J.A., Bjornsti M-A., Kellenberger E. Use of one-section immunolabeling and cryosubstitution for studies of bacterial DNA distribution //J.Bacteriol.-1987.-Y.169.-P.2055-2062.

96.Hurlbert R.E., Jimin X.U., Christopher L.U. Colonial and cellular polimorphism in Xenohabdus luminescens. //Appl.Environm.Microbiol.-1990.-V.55.-P.1136-1143.

97.Griffith J.D. Visualization of procariotic DNA in a regularly condensed chromatin-like fiber. //Proc. Natl. Acad.Sci.USA.-1975.- V.73.- P.563-567.

98.Gros M., Mayer H., Wideman C., Rudolph K. Comparative analysis of the lipopolysacharides of a rough and smooth strain of Pseudomonas syringae pv. Phaseolicola. //Arch.Microbiol.-1988.-V.149.- P.372-375.

99.James J.A., Korber D.R., Caldwell D.E., Costerton J.W. Digital image analysis of growth and starvation responses of a surface-colonizing Acinetobacter sp. // J.Bacteriol.-l 995 .-V. 177.-P.907-915.

100. Junghans R.P., Boone L.R., Skalka A.M. Products of reverse transcription in avain retrovirus analyzed by electron microscopy //J.Virol.-1982.-V.43.-P.543-545.

101.Kavenoff R., Bowen B. Electron micrscopy of membrane-free folded chromosomes from Escherichia coli. //Chromosoma (Berl.).-1976.-V.59.-P.89-101.

102. Kellenberger E., Arnold-Schulz-Gahmen B. Chromatins of low-protein content: special features of their compaction and condensation. // FEMS Microbiol .Lett.-1992.-V.100.-P.361-370.

103. Kleinschmidt A.K. Monolayer technique in electron microscopy of nucleic acid molecules. //Meth.Enzymol.-1968.-V.12B.- 361-377.

104. Kleppe K., Overbo S., Lossius I. The bacterial nucleoid. //J.General Microbiol.-1979.-V.112.-P.1-13.

105.Knudson D.L., MacLeod R. Mycoplasma pneumoniae and Mycoplasma salivarium: electron microscopy of colony growth in agar. //J.Bacteriol. -1970.-V.101, №2.-P.609-617.

106.Kohler P., Marahiel M.A. Association of histone-like protein Hbsu with the nucleoid of Bacillus subtilis. //J.Bacteriol.-1997.-V.179.-P.2060-2064.

107.Lai-King N.G., Sherburne R., Taylor D.E., Stiles M.E. Morphological forms and viability of Campilobacter species studied by electron microscopy. //J.Bacteriol.-1985.-V.164.-P.338-343.

108. Laine W., Sautieri P., Spassky A., Rimsky S. A DNA-binding protein from E.coli: isolation, haracterization and its relationship with proteins HI and Bl. // Biochem. Biophys. Res. Commun.-1984.-119.-P.1147-1153.

109. Lossius I., Hoick A., Aasland R., Haarr L.,Kleppe K. Proteins associated with chromatin from Escherichia coli. - In: Bacterial chromatin.(Gualerzi C.O., Pon C.L., Editors), 1986.- P.91-100. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York.

110. Lugtenberg B, van Alphen I. Molecular architecture and functioning of the outer membrane of Escherichia coli and other gram negative bacteria. //Biochem. Biophys. Acta.-1983. -V.737.-P.51-115.

111 .Makigushi N., Arita M., Asai Y. Isolation, identification and several characteristics of luminous bacteria //J.Gen.Appl.Microbiol.- 1979.-V.25.-P.387-396.

112. Mendelson N.H., Salhi B. Patterns of reporter gene expression in the phase diagramm of Bacillus subtilis colony forms. // J.Bacteriol.-1996.-V.178.-P. 19801989.

113. Meyer J., Arnold-Schultz-Gahmen B. Electron microscopic approacher to the study of bacterial DNA organization. // Microbiol.Sci.-1988.-V.5.-P.68-73.

114. Nealson K.H., Hastings J.W. Bacterial bioluminescence: its control and ecological significance. //Microbiol. Rev. -1979. -V.43. - P.496-518.

115. Paterczyk B. The physiological role of Eubacterial histone-like protein. // Acta Microbiologica Polonica.- 1989.-V.38.- P.207-215.

116. Pettijohn D.E. Procariotic DNA in nucleoid structure. //Crit.Rev.Biochem.-1976.-V.4.-P. 175-202.

117. Pettijohn D.E, Sinden R.R. Structure of the isolated nucleoid. - In: Molecular cytology of Escherichia coli. (Nanninga, N. Editor), 1985.-P. 199-277. Academic Press, London.

118. Rauprich O., Matsushita M., Weijer C.J., Seigert F., Esipov S.E., Shapiro J.A. Periodic phenomena in Proteus mirabilis swarm colony development. //J.Bacteriol.-1996.-V.178.-P.6525-6538.

119. Robinow C., Kellenberger E. The bacterial nucleoid revisted. //Microbiol.Rev.-1994.-V.58.-P.211-232.

120. Roth J. The preparation of protein A - gold complexes with 3 nm and 15 nm gold particles and their use in labelling multiple antigens on ultrathin sections //J.Histochem.-1982.-V. 14.-P.791-801.

121. Rouviere-Yaniv J., Gros F. Characterization of a novel low-molecular-weight DNA-binding protein from E.coli. //Proc.Natl.Acad. Sei. USA.-1975.-V.72.-P.3428-3432.

122. Rouviere-Yaniv J., Yaniv M., Germond J.E. E.coli binding protein HU forms nucleosome-like structures with circular double-stranded DNA. // Cell.-1979.-V.7.-P.265-274.

123. Rouviere-Yaniv J., Kiseleva E., Bensaid A., Almeida A., Drlica K. Protein HU and bacterial supercoiling. //In: Procaryotic Structure and Function: A New Perspective. (S.Mohan, C.Dow & J.A.Cole, Editors), 1992.-V.47.-P. 19-43.

124. Schlegel H.G., Kaltwasser H., Gottschalk G. Ein Submersverfahren zur kultur wasserstoffoxidierender bakterien: wachstumsphysiologische Untersuchungen. // Arch.Microbiol.-1961 .-V.3 8 .-P.209-222.

125. Shapiro J.A. Scanning electron microscopy study of Pseudomonas putida colonies. //J. Bacteriol.-1985.-V.164.-P. 1171-1181.

126. Shapiro J.A. Organization of developing Escherichia coli colonies viewed by scanning electron microscopy //J Bacteriol.-V.1987.-169.-P.142-156.

127. Shapiro J.A. Bacteria as multicellular organisms. //Scientific American.-1988.-V.256.-P.82-89.

128. Shapiro J.A. The significances of bacterial colony patterns. //Bioessays.-1995.-V.17, N7.-P.597-607.

129. Shapiro J.A., Higgins N.P. Differentiatial activity of a transposable element in Escherichia coli colonies. //J.Bacteriol.-1989.-V.171.-P.5975-5986.

130. Shellman V.L., Pettijohn D.E. Introduction of proteins into living bacterial cells: Distribution of labeled protein in Escherichia coli. //J.Bacteriol.-1991.-V. 173.-P.3047-3059.

131. Sjastad K., Fadnes P., Kruger R.G., Lossius I., Kleppe K. Isolation, properties and nucleolitic degradation of chromatin from Escherichia coli. //J.Gen.Microbiol.-1982.-V.128.-P.3037-3050.

132. Sloof P., Maagdelijn A., Boswinkel E. Folding of procariotic DNA. Isolation and characterization of nucleoids from Bacillus licheniformis. //J.Mol.Biol.-1983.-V.163.-P.277-297.

133. Springer E.L., Routh I.L. Scanning electron microscopy of bacterial colonies. I.Diplococcus pneumoniae and Streptococcus pyogenes. //Can.J.Microbiol.-1972.-V. 18.-P.219-223.

134. Stahl S.J., Stewart K.R., Williams F.D. Extracellular slime associated with Proteus mirabilis during swarming. //J.Bacteriol.-1983.-V.154-P.930-937.

135. Spurio R., Durrenberger M., Falconi M., Teana A.L., Pon C.L., Gualerzi C.O. Lethal overproduction of the Escherichia coli nucleoid protein H-NS: ultramicroscopic and molecular autopsy. //Mol.Gen.Genetic.-1992.-V.231.-P.201-211.

136. Tetz V.V., Rybalchenko O., Savkova G. Ultrastructural features of microbial colony organization. //J.Basic Microbiol.-1990.-V.30.-P.597-607.

137. Tetz V.V., Rybalchenko O.V., Savkova G.A. Ultrastructure of the surface film of bacterial colonies. //J.Gen.Microbiol.-1993.- V.139.- P.855-858.

138. Torella F., Morita R. Y. Microcultural study of bacterial size changes and microcolony and ultramicrocolony formation by heterotrophic bacteria in seawater. //Appl.Environ.Microbiol.- 1981.-V.41-P.518-527.

139. Trueba F.J., Neijssel O.M., Woldringh C.L. Generality of growth cineties of the average individual cell in different bacterial populations. //J.Bacteriol.-1982.-V.150.-P. 1048-1055.

140. Walther-Mauruschat A, Aragno M, Mayer F, Schlegel H.G. Micromorphology of Gram-negative hydrogen bacteria. II. Cell envelope, membranes and cytoplasmic inclusions. //Arch.Microbiol.-1977.-V.l 14.-P. 101-110.

141. Wimpenny J.W.T. The bacterial colony. //In: CRC Handbnook of Laboratory Model Systems for Microbial Ecosystems (CRC Press Inc.Boca Raton, Florida), 1989. -V.IL- P.109-139.