Український антарктичний журнал

№ 1(18) (2019): Український антарктичний журнал
Articles

Морфологія та деякі біологічні характеристики фагів, виділених з грунту та моху Антарктики

PDF
  • В. В. Головань,
  • О. М. Андрійчук,
  • І. Г. Будзанівська
В. В. Головань
Київський національний університет імені Тараса Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини», вул. Володимирська, 64/13, м. Київ, 01601, Україна
О. М. Андрійчук
Київський національний університет імені Тараса Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини», вул. Володимирська, 64/13, м. Київ, 01601, Україна
І. Г. Будзанівська
Київський національний університет імені Тараса Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини», вул. Володимирська, 64/13, м. Київ, 01601, Україна
DOI: https://doi.org/10.33275/1727-7485.1(18).2019.138
Опубліковано December 13, 2019
Ключові слова
  • бактеріофаги,
  • вірусні частки,
  • електронна мікроскопія,
  • зразки моху та ґрунту,
  • Українська антарктична станція «Академік Вернадський»
Як цитувати
Головань, В. В., Андрійчук, О. М., & Будзанівська, І. Г. (2019). Морфологія та деякі біологічні характеристики фагів, виділених з грунту та моху Антарктики. Український антарктичний журнал, (1(18), 139-151. https://doi.org/10.33275/1727-7485.1(18).2019.138
Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Анотація

Виділення бактеріофагів із екосистем, що функціонують в умовах низьких температур, викликає значний науковий інтерес, хоча й має певні методичні труднощі, пов’язані з вивченням їх властивостей та еволюційних особливостей в різних кліматичних умовах. Метою роботи було виявити присутність бактеріофагів у зразках моху та ґрунту, відібраних на архіпелазі Аргентинських островів та структурних елементів віріонів, а також оцінити різноманітність морфотипів бактеріофагів в наземних біотопах Антарктики. Методи. Дослідженими зразками були мох та ґрунт, відібрані під час сезонних робіт у 2017 р. на Українській антарктичній станції “Академік Вернадський”. Відбирали стерильний матеріал (5 г) поміщали в 50 мл 0,1 М Tris-HCl (pH 7,0) та ресуспендували на орбітальному шейкері. Далі утворений гомогенізат відфільтровували, використовуючи шприцеві бактеріальні фільтри (розмір пор: 0,45 мкм). Отриманий фільтрат центрифугували протягом 2 годин, 90000g (центрифуга ОPTIMA L-90K (Beckman Coulter)). Осад з кожної пробірки ресуспендували у 0,5 мл того ж буфера. Бактеріальні культури Pseudomonas fluorescens 8573, P. syringae pv. lachrymans 7591, P. savastanoi pv. phaseolicola 4013, Clavibacter michignensis sp., Serratia marcescens sp., Cq13, Bacillus sp., Sphingobacterium thalophilum sp., Paenibacillus sp. вирощували на поживному агарі щільністю 1,5% («Фармактив» Україна). Фаги були виявлені прямою інокуляцією. Титри вимірювали в бляшкоутворюючих одиницях на мл (БУО/мл), за допомогою методу агарових шарів за Граціа. Концентровані препарати фагів аналізували за допомогою електронної мікроскопії. Контрастування здійснювали 1—2 % фосфорновольфрамовою кислотою рН 7–7,4. Результати. Визначено морфологію ізольованих фагів. За результатами ЕМ фаги були віднесені до таксономічних груп за особливостями їх будови: до родини Podoviridae, С1 морфотипу, порядку Caudovirales; до родини Siphoviridae, В1-В2 морфотипів, порядку Caudovirales; до родини Myoviridae, A1, А3 морфотипу, порядку Caudovirales. Виявлено різноманітні бактеріофаги, які різняться за морфологічними, біохімічними характеристиками та чутливістю до бактеріальних культур. Висновки: отримані результати свідчать про таксономічну різноманітність бактеріофагів в наземних біотопах островів Аргентинського архіпелагу в Антарктиці, а також на західному узбережжі Антарктичного півострова. Встановлення літичної активності фагів до бактерій Pseudomonas fluorescens 8573, P. syringae pv. lachrymans 7591, Serratia marcescens sp., Cq13 дозволяє припустити наявність специфічних механізмів, які дозволяють набувати здатності адаптації фагів до нових хазяїв.

PDF

Посилання

  1. Atabekova Y. 1981. Praktykum po obshchei vyrusolohyy [General virusology practicum]. Moskow: Moskow University Press, 191.
  2. Holovan V. 2019. Vyvchennia riznomanittia virusiv bakterii, vydilenykh iz biotopiv mokhu ta gruntu antarktychnoho rehionu [Investigation of diversity of bacterial viruses, isolated from moss and soil biotops of Antarctic region]. Visnyk Kyivskoho natsionalnoho universytetu imeni Tarasa Shevchenka [Bulletin of Taras Shevchenko National University of Kyiv]. 1(77). 10-16. https://doi.org/10.17721/1728_2748.2019.77.10-16
  3. Ackermann, H. and Prangishvili, D. 2012. Prokaryote viruses studied by electron microscopy. Archives of Virology, 157(10), 1843-1849. https://doi.org/10.1007/s00705-012-1383-y
  4. Adriaenssens, E., Kramer, R., Van Goethem, M., Makhalanyane, T., Hogg, I. and Cowan, D. 2017. Environmental drivers of viral community composition in Antarctic soils identified by viromics. Microbiome, 5(1). https://doi.org/10.1186/s40168-017-0301-7
  5. Anesio, A. and Bellas, C. 2011. Are low temperature habitats hot spots of microbial evolution driven by viruses? Trends in Microbiology, 19(2), 52-57. https://doi.org/10.1016/j.tim.2010.11.002
  6. Brum, J., Hurwitz, B., Schofield, O., Ducklow, H. and Sullivan, M. 2015. Seasonal time bombs: dominant temperate viruses affect Southern Ocean microbial dynamics. The ISME Journal, 10(2), 437-449. https://doi.org/10.1038/ismej.2015.125
  7. Gong, Z., Liang, Y., Wang, M., Jiang, Y., Yang, Q., Xia, J., Zhou, X., You, S., Gao, C., Wang, J., He, J., Shao, H. And McMinn, A. 2018. Viral Diversity and Its Relationship With Environmental Factors at the Surface and Deep Sea of Prydz Bay, Antarctica. Frontiers in Microbiology, 9. 79-59. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.02981
  8. Lopez-Bueno, A., Tamames, J., Velazquez, D., Moya, A., Quesada, A. and Alcami, A. 2009. High Diversity of the Viral Community from an Antarctic Lake. Science, 326 (5954), 858-861. https://doi.org/10.1126/science.1179287
  9. Meiring, T., Marla Tuffin, I., Cary, C. and Cowan, D. 2012. Genome sequence of temperate bacteriophage Psymv2 from Antarctic Dry Valley soil isolate Psychrobacter sp. MV2. Extremophiles, 16(5), 715-726. https://doi.org/10.1007/s00792-012-0467-7
  10. Millard, A., Hands-Portman, I. and Zwirglmaier, K. 2014. Morphotypes of virus-like particles in two hydrothermal vent fields on the East Scotia Ridge, Antarctica. Bacteriophage, 4(3), e28732. https://doi.org/10.4161/bact.28732
  11. Paul, J. 2008. Prophages in marine bacteria: dangerous molecular time bombs or the key to survival in the seas? The ISME Journal, 2(6), 579-589. https://doi.org/10.1038/ismej.2008.35
  12. Roux, S., Hallam, S., Woyke, T. and Sullivan, M. 2015. Viral dark matter and virus-host interactions resolved from publicly available microbial genomes. eLife, 4. https://doi.org/10.7554/eLife.08490
  13. Säwström, C., Lisle, J., Anesio, A., Priscu, J. and Laybourn-Parry, J. 2008. Bacteriophage in polar inland waters. Extremophiles, 12(2), 167-175. https://doi.org/10.1007/s00792-007-0134-6
  14. Swanson, M., Reavy, B., Makarova, K., Cock, P., Hopkins, D., Torrance, L., Koonin, E. and Taliansky, M. 2012. Novel Bacteriophages Containing a Genome of Another Bacteriophage within Their Genomes. PLoS ONE, 7(7). e40 683. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0040683
  15. Weinbauer, M. 2004. Ecology of prokaryotic viruses. FEMS Microbiology Reviews, 28(2), 127-181. https://doi.org/10.1016/j.femsre.2003.08.001
  16. Williamson, K., Radosevich, M., Smith, D. and Wommack, K. 2007. Incidence of lysogeny within temperate and extreme soil environments. Environmental Microbiology, 9(10), 2563-2574. https://doi.org/10.1111/j.1462-2920.2007.01374.x
  17. Yau, S ., Lauro, F., DeMaere, M., Brown, M., Thomas, T., Raftery, M., Andrews-Pfannkoch, C., Lewis, M., Hoffman, J., Gibson, J. and Cavicchioli, R. 2011. Virophage control of antarctic algal host-virus dynamics. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1085, 6163-6168. https://doi.org/10.1073/pnas.1018221108