Оренбургский государственный университет

Использование люминесцирующих клеточных тест-систем при оценке механизмов активности бактерицидных и бактериорегуляторных молекул

ГК № П327 от 7 мая 2010 г.

Руководитель — д.м.н., профессор Дерябин Д.Г.

Цель работы: использование технологии биолюминесцентного анализа для изучения биологической активности и механизмов действия бактерицидных и бактериорегуляторных молекул.

При выполнении контракта были поставлены и последовательно решены следующие задачи.

На I этапе составлен аналитический обзор, систематизирующий сведения о результатах и перспективах использования клеточных люминесцирующих тест-систем в различных отраслях биологии, а также описание методов биолюминесцентного анализа, планируемых к использованию при выполнении дальнейших этапов проекта.

При выполнении исследований по II этапу контракта методы биолюминесцентного анализа были использованы для исследования бактерицидного действия производных С60-фуллерена и выявления механизмов подобной биологической активности. Полученные с использованием данных методических подходов данные явились основой для создания инновационных нанодезинфектантов, представляющих интерес для практического использования в медицине и ветеринарии.

В рамках III этапа контракта дана оценка чувствительности и специфичности реагирования люминесцирующих микроорганизмов при воздействии гуморальных и клеточных бактерицидных систем биологических жидкостей человека и животных, а также основных механизмов их действия, детектированных с использованием репортерных люминесцирующих клеточных тест-систем. На этой основе дано обоснование оптимальной панели люминесентных тестов для лабораторной оценки бактерицидных систем человека и животных.

Задачей IV этапа контракта стало использование молекулярных и клеточых люминесцирующих тест-систем при определении влияния бактериальных ауторегуляторных молекул из группы алкилоксибензолов (АОБ) на стрессовый ответ бактериальных клеток и стабильность входящих в них биополимеров при различных экстремальных воздействиях. Принципиальным результатом данной части проекта явилось формирование развернутых представлений об особенностях регуляторных эффектов АОБ, характеризующих их длинноцепочечные гомологи как фотопротекторы, защищающие модифицируемые молекулы ДНК и бактериальные клетки от повреждающего действия УФ-излучения, а короткоцепочечные — как химические шапероны, обеспечивающие защитные эффекты в отношении белковых молекул и клеточных систем при температурном воздействии.

При выполнении исследований по V этапу контракта клеточные люминесцирующие и пигмент-продуцирующие тест-системы использованы для исследования биологической активности химических аналогов бактериальных ауторегуляторных молекул, ответственных за плотностно-зависимую коммуникацию и дифференцировку микроорганизмов. Итогом работ в данном направлении стала разработка оригинального регулятора коллективного поведения (чувства кворума) у бактерий, потенциально востребованного в качестве перспективной фармакологической субстанции.

В рамках VI (заключительного) этапа контракта дано обобщение результатов исследований по использованию клеточных люминесцирующих тест-систем для характеристики активности и механизмов действия бактерицидных и бактериорегуляторных молекул, оценена полнота решения задач и достижения поставленных целей, проведено сопоставление и обобщение результатов анализа научно-информационных источников и экспериментальных исследований по данной проблематике, осуществлена оценка эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем.

Результаты работы внедрены в учебный процесс ФГБОУ ВПО "Оренбургский государственный университет", где использованы при разработке научно-образовательных курсов по направлению подготовки "510600 Биология" для студентов, бакалавров и магистрантов соответствующих специальностей, в том числе оригинального учебно-методического комплекса дисциплины "Бактериальная биолюминесценция и её использование при проведении микробиологических, иммунологических и санитарно-гигиенических исследований".

По результатам выполненной поисковой научно-исследовательской работы опубликованы 10 статей в зарубежных журналах и в рекомендованных Президиумом Высшей аттестационной комиссией российских рецензируемых научных журналах, поданы 4 заявки на выдачу патента; результаты работы использованы при защите двух диссертаций на соискание ученой степени кандидата биологических наук.