Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54136 Общая биофизика General biophysics Общая биофизика The study of the response reactions of luminescent bacteria of the Black and Azov seas on nanostructured oxides of metals Изучение ответных реакций люминесцентных бактерий Черного и Азовского морей на наноструктурированные оксиды металлов Крамарь Т В Kramar T V Kramarva@gmail.com Сафронюк С Л Safronuk S L Кацев А М Katsev A M Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского ru V.I. Vernadsky Crimean Federal University ru Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского ru V.I. Vernadsky Crimean Federal University ru Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского ru V.I. Vernadsky Crimean Federal University ru 25 06 2017 25 06 2017 2 1 142 146 20 06 2017 20 06 2017 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54136/view

В настоящее время наноструктурированные материалы являются одним из наиболее развивающихся научных направлений, но перед широким внедрением в практику необходимо исследования их биологической активности. Изменение биолюминесценции и биопленкообразования как показателей метаболических процессов светящихся бактерий может быть использовано для оценки характера биодействия веществ. В работе была проведена оценка острого и хронического действия нанооксидов цинка, алюминия, вольфрама и ниобияна биолюминесцентные микроорганизмы. Показано ингибирование свечения бактерий в присутствии наноструктурированного оксида цинка, в то время как другие нанооксиды обладают бактериостатическим эффектом. Исследовано влияние наноструктурированных оксидов на численность свободноживущих форм микроорганизмови формирование микробных сообществ (биопленок). Сделан вывод об агрегации люминесцентных бактерий в биопленку в присутствии агрессивного фактора.

Nowadays, nanostructured materials are one of the most developing scientific directions. However, before the introduction into widepractice their biological activityshould be studied. The indicators of the metabolic processes of luminous bacteriasuch as change into the level of bioluminescence and biofilm formation can be used to assess the nature of the biological activity of studied substances. In our research the acute and chronic effects of nanooxides of zinc, aluminum,wolfram and niobium on bioluminescent microorganismswere assessed. The inhibition of bacterial luminescence in the presence of nanostructured zinc oxide is shown, while other nanooxides have a bacteriostatic effect. The influence of nanostructured oxides on the number of free-living forms of microorganisms, the formation of microbial communities was studied. A conclusion was made about the aggregation of luminescent bacteria in biofilms in the presence of an aggressive factor.

 бактериальная биолюминесценция биопленки наноструктурированные материалы оксиды металлов bacterial bioluminescence biofilm nanostructured materials metal oxides

Donlan R.M., Costerton J.W. Biofilms: Survival Mechanisms of Clinically Relevant Microorganisms. Clinical microbiology reviews, Apr. 2002, pp. 167-193. Donlan R.M., Costerton J.W. Biofilms: Survival Mechanisms of Clinically Relevant Microorganisms. Clinical microbiology reviews, Apr. 2002, pp. 167-193. Craig J., Priede I.G. Bioluminescence - a source of marine energy? The Crown Estate, 2012, 27 p. Craig J., Priede I.G. Bioluminescence - a source of marine energy? The Crown Estate, 2012, 27 p. Taran M.V., Starodub N.F., Katsev A.M., Guidotti M., Khranovskyy V.D., Babanin A.A., Melnychuk M.D., Biocidal effects of silver and zinc oxide nanoparticles on the bioluminescent bacteria. Proc. SPIE 9032, Biophotonics, Riga, 2013, p. 90320I. Taran M.V., Starodub N.F., Katsev A.M., Guidotti M., Khranovskyy V.D., Babanin A.A., Melnychuk M.D., Biocidal effects of silver and zinc oxide nanoparticles on the bioluminescent bacteria. Proc. SPIE 9032, Biophotonics, Riga, 2013, p. 90320I. Дерябин Д.Г. Бактериальная биолюминесценция: фундаментальные и прикладные аспекты. Наука, 2009, 245 c. [Deryabin D.G. Bacterial Bioluminescence: Fundamental and Applied Aspects. Science, 2009, 245 p. (In Russ.)] Deryabin D.G. Bakterial'naya biolyuminescenciya: fundamental'nye i prikladnye aspekty. Nauka, 2009, 245 c. [Deryabin D.G. Bacterial Bioluminescence: Fundamental and Applied Aspects. Science, 2009, 245 p. (In Russ.)] Кацев А.М., Сафронюк С.Л., Цокало И.Е., Шереметьева А.В., Стародуб Н.Ф. Оценка применимости биолюминесцентного анализа при определении активности лекарственных препаратов. Ветеринарна біотехнологія, 2013, № 22, c. 188-195. [Katsev A.M., Safronyuk S.L., Tsokalo I.E., Sheremetyev A.V., Starodub N.F. Evaluation of the applicability of bioluminescent analysis in determining the activity of drugs. Veterinary Biotechnology, 2013, vol. 22, pp. 188-195. (In Russ.)] Kacev A.M., Safronyuk S.L., Cokalo I.E., Sheremet'eva A.V., Starodub N.F. Ocenka primenimosti biolyuminescentnogo analiza pri opredelenii aktivnosti lekarstvennyh preparatov. Veterinarna bіotehnologіya, 2013, № 22, c. 188-195. [Katsev A.M., Safronyuk S.L., Tsokalo I.E., Sheremetyev A.V., Starodub N.F. Evaluation of the applicability of bioluminescent analysis in determining the activity of drugs. Veterinary Biotechnology, 2013, vol. 22, pp. 188-195. (In Russ.)] O’Toole G., Kaplan H.B., Kolter R. Biofilm formation as microbial development. Annu Rev Microbiol, 2000, vol. 54, pp. 49-79. O’Toole G., Kaplan H.B., Kolter R. Biofilm formation as microbial development. Annu Rev Microbiol, 2000, vol. 54, pp. 49-79. Ma H., Williams P.L., Diamond S.A. Ecotoxicity of manufactured ZnO nanoparticles. A review. Environmental Pollution, 2013, vol. 172, pp. 76-85. Ma H., Williams P.L., Diamond S.A. Ecotoxicity of manufactured ZnO nanoparticles. A review. Environmental Pollution, 2013, vol. 172, pp. 76-85. Feris K., Otto C., Tinker J., Wingett D.G., Punnoose A., Thurber A., Kongara M., Sabetian M., Quinn B., Hanna C., Pink D. Electrostatic Interactions Affect Nanoparticle-Mediated Toxicity to Gram-Negative Bacterium Pseudomonas aeruginosaPAO1. Langmuir, 2010, vol. 26, pp. 4429-4436. Feris K., Otto C., Tinker J., Wingett D.G., Punnoose A., Thurber A., Kongara M., Sabetian M., Quinn B., Hanna C., Pink D. Electrostatic Interactions Affect Nanoparticle-Mediated Toxicity to Gram-Negative Bacterium Pseudomonas aeruginosaPAO1. Langmuir, 2010, vol. 26, pp. 4429-4436. Bleicha R., Watrousb J.D., Dorresteinb P.C., Bowersa A.A., Shanke E.A. Thiopeptide antibiotics stimulate biofilm formation in Bacillus subtilis. PNAS, 2015, vol. 112, no. 10, pp. 3086-3091. Bleicha R., Watrousb J.D., Dorresteinb P.C., Bowersa A.A., Shanke E.A. Thiopeptide antibiotics stimulate biofilm formation in Bacillus subtilis. PNAS, 2015, vol. 112, no. 10, pp. 3086-3091. Jung G.B., Nam S.W., Choi S., Gi-Ja Lee, Hun-Kuk Park Evaluation of antibiotic effects on Pseudomonas aeruginosa biofilm using Raman spectroscopy and multivariate analysis. Biomed Opt Express, 2014, vol. 5, no. 9, pp. 3238-3251. Jung G.B., Nam S.W., Choi S., Gi-Ja Lee, Hun-Kuk Park Evaluation of antibiotic effects on Pseudomonas aeruginosa biofilm using Raman spectroscopy and multivariate analysis. Biomed Opt Express, 2014, vol. 5, no. 9, pp. 3238-3251.