Бактерии в биотехнологии

ТОП—5 главных бактерий в биотехнологиях
В этой статье я хочу познакомить вас с некоторыми бактериями, которые являются своеобразными поп-идолами биотеха.
Escherichia coli
Маст хэв нашей человеческой популяции. Ее имя вы могли слышать не раз в рекламе дезинфицирующих средств, пробиотиков (парадокс), в нелепых баснях о грязных руках и от Елены Малышевой.

Это обыкновенная кишечная палочка — постоянный доброволец нашей микрофлоры кишечника на защите от патогенных микробов. Если конечно сама является не патогенной (не вызывает заболевания).

Дело в том, что у одного вида бактерий можно выделить несколько штаммов (грубо говоря, подвидов). Некоторые из эшерихий являются безвредными для человека и животных, живут спокойно в кишечнике, молча расщепляют там клетчатку и синтезируют витамин К.

Есть и патогенные серотипы (иммунные штаммы), которые могут вызывать серьезные пищевые отравления и менингиты.

Кишечная палочка отлично сохраняется и вне организма, а также не особо привередлива к питательным средам, что не может не радовать лаборантов.

Кстати, это чуть ли не самый изученный прокариотический организм с полностью прочтенным геномом. Поэтому частенько эшерихия становится объектом генно-инженерных тестов и экспериментов.

Генетически модифицированную (ГМ) кишечную палочку широко используют для получения негликозилированных белков: инсулина, гормона роста, фрагментов антител и ферментов.
Многие биологически активные белки в организме подвергаются гликозилированию (соединению с углеводом). Прикрепить сахарок к белку — непосильная задача для прокариот. Поэтому пока трудно заставить бактерий образовывать все белки (гликопротеины), так необходимые для человека.
Проще говоря, инсулин уже очень давно не получают в мизерных количествах из дорогой донорской крови. Достаточно хорошенько размножить ГМ-эшерихию коли и радоваться тысячам спасенных диабетиков по всему миру.

Гены же самой кишечной палочки используются для генетической модификации уже растений, в частности из нее выделяют ген устойчивости к антибиотикам неомицину и канамицину. Их внедряют в растительные клетки и получают новые сорта.
Pseudomonas putida
Псеводомония путида — палочковидная бактерия со жгутиками на одном полюсе. Обитает в почве и воде.

Интересно, что клетки не окрашиваются по Граму. Это значит, что под клеточной стенкой находятся сразу две мембраны с пустым пространством между ними (нет, не много мембран).

Окраска бактерий по Граму — традиционный обряд микробиологов. Он позволяет сузить область поиска патогена на 50%. В классической методике препарат на стекле окрашивают поочередно двумя красителями: генцианвиолетом и фуксином. Если микробы становятся темными фиолетовыми — они Грам+, а если же яркими красными или розовыми — Грам-.

Бактерии P. putida применяют в биологической очистке окружающей среды. Они имеют так называемые «плазмиды деградации», которые позволяют синтезировать ферменты для расщепления трудноразлагающихся веществ, в том числе и ароматических углеводородов.

Проще говоря, может разложить даже нефть и пенополистирол.

А еще недавно запатентовали штамм, который своим присутствием стимулирует рост технических, зерновых и овощных культур, ускоряя его до 6 раз.

Некоторые штаммы этой псевдомонии — знатные курильщики и кофеманы.

Да-да, на табачных плантациях они с радостью разлагают никотин, для получения углерода и азота. Может нам и вправду стоит применять их фермент NicA2 для получения препаратов от табачной зависимости?

С кофе примерно похожая история. Бодрые, после переработки кофеина, они быстро вытесняю другую микрофлору из вашей любимой кофемашины.
Bacillus subtilis
Третья бацилла нашего хит-парада — сенная палочка. Раньше эту бактерию получали из сенных отваров, так и прижилось название.

Клетки без жгутиков. Обычный обитатель почвы. Когда ей не комфортно, то запросто образует устойчивые споры.

В биотехе ее используют для получения ферментов (протеаз, амилаз), а также некоторых полипептидных антибиотиков, аминокислот и полисахаридов.

Это значит, что можно применять сенную палочку против патогенных микроорганизмов: сальмонелл, протей, стафилококков, стрептококков, дрожжевых грибков.



Обычно, она входит в состав известных препаратов «Биоспорин», «Споробактерин» и других подобных.

Ими лечат от кишечных расстройств, дисбактериоза, бактериального вагиноза и используют для профилактики нагноения и сепсиса после операций.

А еще можно применять свойства данной бактерии для создания пробиотиков, профилактики расстройств ЖКТ у животных: птиц, скота и рыб.
Пробиотики — препараты и БАД, состоящие из живых микроорганизмов, которые подавляют рост патогенной микрофлоры.
На основе штаммов B.subtilis производят ряд микробиологических препаратов, предназначенных для защиты огородных, садовых и комнатных растений от грибковых и бактериальных болезней.
Streptomyces coelicolor
Бактерия — актиномицет. Это значит, что при благоприятных условиях она способна формировать мицелий. Да, такое тоже бывает вне ведомства грибов.

Стрептомицес способен расщеплять сложную органику, такую как хитин и целлюлоза.

Его активно используют в получении антибиотиков: актинородин, метиленомицин, перимицин и других.


Corynebacterium glutamicum
Относится к роду коринебактерий. Кстати, один из близких родственников даже вызывает дифтерию. Но не наша бактерия.

Не трудно догадаться по названию, что штаммы данного вида используют для производства аминокислот — глутаминовой кислоты, лизина. Помните, их частенько используют в составе биодобавок, в том числе и спортивного питания.

Запомнить
В биотехнологии используется огромное количество различных штаммов и видов бактерий.

Все они часто применяются в фармацевтическом производстве. Все потому что очень просты в содержании, легко поддаются генетической модификации и не являются патогенными для человека.

Поэтому всё, что изготавливается с применением таких микроорганизмов и продается в магазинах и аптеках безопасно. Даже полезно. Это не те бактерии, которых стоит опасаться.
Анна Толкунова
биолог, преподаватель
Читать другие статьи