name: Дестабилизация генома и ускорение эволюции бактерий, вызываемые углеводородным загрязнением
keyword_list: дестабилизация генома окислительный стресс углеводороды бактерии
abstract: Способность бактерий к утилизации углеводородов и ксенобиотиков углеводородной природы лежит в основе процессов микробиологической ремедиации загрязненных экосистем. Крайне актуальными в настоящее время являются оценка устойчивости микробных сообществ к органическим поллютантам, а также исследование механизмов адаптации бактериальных популяций к новым субстратам. Целью работы было исследование влияние окислительного стресса, вызванного углеводородами, на генетический аппарат бактерий и механизмы адаптации к углеводородным субстратам. Установлено, что углеводородные субстраты усиливают генерацию супероксид анион-радикала в популяциях нефтеокисляющих бактерий. Все исследованные штаммы продемонстрировали усиление генерации О2- в присутствии углеводородов, причем химически инертные насыщенные углеводороды (алканы) вызывали даже больший свободно-радикальный ответ, чем ароматические углеводороды. При долговременных экспериментах углеводороды вызывают накопление пероксида водорода в среде инкубирования микроорганизмов. Дизельное топливо вызвало накопление пероксида водорода в среде у всех исследованных штаммов. У некоторых штаммов повышенную генерацию Н2О2 зарегистрировали также в присутствии декана, гексадекана и антрацена. Исследованные насыщенные и ароматические углеводороды (н-декан, н-гексадекан, циклогексан, бензол, нафталина антрацен и дизельное топливо) усиливают мутагенез в популяциях нефтеокисляющих бактерий. Зарегистрировано увеличение образования Rif-мутантов при воздействии углеводородных субстратов на 4 вида микроорганизмов – Acinetobacter calcoaceticus, Achromobacter xylosoxidans, Pseudomonas putida и Rhodococcus erythropolis. При проведении исследования установлено, что в присутствии углеводородов у Rhodococcus erythropolis и Pseudomonas putida усиливается экспрессия генов SoxR регулона, СОД, каталаз, SOS-ответа, в том числе мутагенной ДНК полимеразы IV (dinB) и стрессового регулона RpoS. В результате исследования корреляционных зависимостей между, вызываемым углеводородами, изменением экспрессии генов и уровня мутагенеза, установлен вероятный механизм адаптивной дестабилизации генома. Экспрессия каталаз, и особенно каталазы-пероксидазы katG, тесно связана с усилением мутагенеза, таким образом к дестабилизации генома, вероятно, приводит пероксидный стресс. Общим для обоих исследованных штаммов является участие стрессового регулона RpoS в адаптивном мутагенезе. У R. erythropolis, в отличие от P. putida, в адаптивном ответе участвует также SOS-регулон (экспрессия recA положительно коррелирует с уровнем мутагенеза) и мутагенная ДНК-полимераза IV (dinB). У P. putida в адаптивной дестабилизации генома, кроме RpoS-регулона, вероятно, участвуют и другие стресс-регулоны, но не SOS-ответ и не DinB. Исследование природных почвенных микробиомов показало, что загрязнение почв ПАУ вызывает распространение генетического материала, не связанного с их биотрансформацией и активизируют обмен генетическим материалом в почвенных микробных сообществах.
chairman_dissertation_council.name: Светлана
chairman_dissertation_council.surname: Селивановская
chairman_dissertation_council.patronymic: Юрьевна
chairman_dissertation_council.position: председатель
chairman_dissertation_council.degree: Доктор биологических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: L-8851-2013
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6603604965
chairman_dissertation_council.rinc_id: 251665
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0001-6379-7166
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Дмитрий
organization_supervisor.surname: Таюрский
organization_supervisor.patronymic: Альбертович
organization_supervisor.position: проректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 34.23.19
rubrics.name: Мутагенез
rubrics.code: 87.26.25
rubrics.name: Влияние загрязнения окружающей среды на природные комплексы, популяции и отдельные организмы
rubrics.code: 34.27.23
rubrics.name: Экология микроорганизмов
oecds.code: 01.06.GU
oecds.name: ECOLOGY
speciality_codes.name: Экология (по отраслям)
speciality_codes.code: 03.02.08
supervisors.fio: Сазыкина М.А.
supervisors.scientific_degree: Доктор биологических наук
supervisors.speciality_code: Экология (по отраслям)
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Терехова В.А.
opponents.scientific_degree: Доктор биологических наук
opponents.speciality_code: Экология (по отраслям)
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Муратова А.Ю.
opponents.scientific_degree: Доктор биологических наук
opponents.speciality_code: Микробиология
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Манухов И.В.
opponents.scientific_degree: Доктор биологических наук
opponents.speciality_code: Генетика
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГАОУ ВО "КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ", ФГАОУ ВО КФУ, КФУ, КАЗАНСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, КАЗАНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
protection_organization.ogrn: 1021602841391
protection_organization.supervisor_name: ИЛЬШАТ
protection_organization.supervisor_surname: ГАФУРОВ
protection_organization.supervisor_patronymic: РАФКАТОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, ФГАОУ ВО "ЮФУ", ЮФУ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
author_organization.ogrn: 1026103165241
author_organization.supervisor_name: ИННА
author_organization.supervisor_surname: ШЕВЧЕНКО
author_organization.supervisor_patronymic: КОНСТАНТИНОВНА
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения