Journal of New Medical Technologies Journal of New Medical Technologies Вестник новых медицинских технологий 1609-2163 4651 10.12737/7288 Редакционный портфель Editorial portfolio Редакционный портфель Dependence of the Biological Activity of the Permafrost Bacteria Bacillus Sp. on Temperature Зависимость биологической активности бактерий Bacillus Sp. из многолетнемерзлых пород от температуры Субботин А. М. Subbotin A. М. Бажин А. С. Bazhin A. С. Калёнова Л. Ф. Kalenova L. Ф. Новикова М. А. Novikova M. А. 19 12 2014 19 12 2014 21 4 142 148 https://naukaru.ru/en/nauka/article/4651/view

Ископаемые бактерии в многолетнемерзлых породах эволюционно адаптированы к отрицательным температурам (-5ºС), а современные бактерии-пробиотики адаптированы к существованию в теплокровном организме (37ºС). Установлено, что при -5ºС ферментативная активность ископаемых бактерий Bacillus sp. штамма MG8 находится на минимальном уровне. При понижении температуры инкубации до -16ºС фермен-тативная активность бактерий MG8 увеличивается в 3 раза, при повышении температуры до 42ºС в 1,5 раза относительно штамма IP5832 бактерий-пробиотиков Вacillus cereus. Ископаемый штамм Bacillus sp. MG8 и штамм бактерий-пробиотиков B.cereus IP5832 при температуре инкубации 37ºС практически не отличаются друг от друга по ферментативной активности in vitro и степени токсичности для лабораторных животных in vivo. Инкубация ископаемых бактерий Bacillus sp. при -5ºС способствует снижению их токсичности для тепло-кровных животных в 5 раз по сравнению с Bacillus cereus JP5832 и повышению иммуностимулирующего эффекта в дозах от 0,005•106 до 50•106 микробных клеток на мышь. Полученные данные показывают, что ископаемые сапрофитные бактерии штамма MG8 Bacillus sp. из мерзлоты являются менее токсичными для современных млекопитающих, чем даже бациллы-пробиотики медицинского назначения. Реакции иммунной системы свидетельствуют о наличии у штамма MG8 Bacillus sp. системного иммуностимулирующего эффекта, характерного для действия адаптогенов и пробиотиков. Не исключено, что подобные свойства Bacillus sp. могли иметь изначально или приобрели в процессе адаптации изолированных колоний к экстремальным условиям вечной мерзлоты.

Fossil bacteria in permafrost evolutionarily adapted to low temperatures (-5ºC), modern probiotics bacteria are adapted to living in warm-blooded animals (37ºC). It was found that at -5ºC, the enzymatic activity of fossil bacteria Bacillus sp. MG8 is a minimal strain. At lowering the incubation temperature to -16ºC, the enzymatic activity of bacte-ria MG8 increases in 3 times, at the temperature 42ºC - in a 1.5times relative IP5832 strain probiotic bacteria Bacillus cereus. Fossil strain Bacillus sp. MG8 and probiotic bacterial strain B.cereus IP5832 at incubation temperature 37ºC practically don’t differ from each other in the enzymatic activity in vitro and toxicity in laboratory animals in vivo. Incubation fossil bacteria Bacillus sp. at -5ºC allows to reduce their toxicity in warm-blooded animals in 5 times in comparison with Bacillus cereus JP5832, and to increase immunostimulating effect in the doses from 0,005•106 to 50•106 microbial cells per mouse. The obtained data show that fossil saprophytic bacteria strain MG8 Bacillus sp. from permafrost are less toxic to modern mammals than even bacilli-probiotics for medical purposes.

 микроорганизмы из многолетнемерзлых пород ферментативная активность температура инкубации токсичность реакции иммунной системы. microorganisms from permafrost enzymatic activity incubation temperature toxicity immune system reactions.

Агаджанян Н.А., Аптикаева О.И., Гамбурцев Г.А., Жалковский Е.А., Летников Ф.А., Расторгуев В.Н., Сидоров П.И., Черешнев В.А., Юдахин Ф.Н. Системный экологический мониторинг как компо-нент стратегической безопасности // Приложение к журналу “Безопасность жизнедеятельности”. 2009. № 9. С. 1-24. Agadzhanyan N.A., Aptikaeva O.I., Gamburtsev G.A., Zhalkovskiy E.A., Letnikov F.A., Rastorguev V.N., Sidorov P.I., Chereshnev V.A., Yudakhin F.N. Sistemnyy ekologicheskiy monitoring kak kompo-nent strategicheskoy bezopasnosti. Prilozhenie k zhurnalu “Bezopasnost´ zhiznedeyatel´nosti”. 2009. № 9. S. 1-24. Брушков А.В., Мельников В.П., Щелчкова М.В., Грива Г.И., Репин В.Е., Бреннер Е.В., Танака М. Био-геохимия мерзлых пород Центральной Якутии // Криосфера Земли. 2011. Т. XY. № 4. С. 90-100. Brushkov A.V., Mel´nikov V.P., Shchelchkova M.V., Griva G.I., Repin V.E., Brenner E.V., Tanaka M. Bio-geokhimiya merzlykh porod Tsentral´noy Yakutii. Kriosfera Zemli. 2011. T. XY. № 4. S. 90-100. Григорьев А., Макоско А., Матешева А. Пер-спективы геомедицинских исследований // Наука в России. 2012. № 2. С. 4-10. Grigor´ev A., Makosko A., Matesheva A. Per-spektivy geomeditsinskikh issledovaniy. Nauka v Rossii. 2012. № 2. S. 4-10. Мелентьев А.И. Аэробные спорообразующие бактерии в агроэкосистемах. М.: Наука, 2007. 145 с. Melent´ev A.I. Aerobnye sporoobrazuyushchie bakterii v agroekosistemakh. M.: Nauka, 2007. 145 s. Мельников В.П., Рогов В.В., Курчатова А.Н., Брушков А.В., Грива Г.И. Распределение микроорга-низмов в мерзлых грунтах // Криосфера Земли. 2011. Т. XY. №4. С. 86-90. Mel´nikov V.P., Rogov V.V., Kurchatova A.N., Brushkov A.V., Griva G.I. Raspredelenie mikroorga-nizmov v merzlykh gruntakh. Kriosfera Zemli. 2011. T. XY. №4. S. 86-90. Похиленко В.Д., Перелыгин В.В. Пробиотики на основе спорообразующих бактерий и их безопас-ность // Химическая и биологическая безопасность. 2007. № 2-3. С. 20-41. Pokhilenko V.D., Perelygin V.V. Probiotiki na osnove sporoobrazuyushchikh bakteriy i ikh bezopas-nost´. Khimicheskaya i biologicheskaya bezopasnost´. 2007. № 2-3. S. 20-41. Ушакова Н.А., Некрасов Р.В., Правдин В.Г., Кравцова Л.З., Бобровская О.И., Павлов Д.С. Новое поколение пробиотических препаратов кормового назначения // Фундаментальные исследования. 2012. № 1. С. 184-192. Ushakova N.A., Nekrasov R.V., Pravdin V.G., Kravtsova L.Z., Bobrovskaya O.I., Pavlov D.S. Novoe pokolenie probioticheskikh preparatov kormovogo naznacheniya. Fundamental´nye issledovaniya. 2012. № 1. S. 184-192. Ушакова Н.А., Вознесенская В.В., Козлова А.А., Нифатов А.В., Самойленко В.А., Некрасов Р.В., Егоров И.А., Павлов Д.С. Выделение соматостатин-подобного пептида клетками Bacillus subtilis В-8130, кишечного симбионта дикой птицы Tetrao urogallus, и влияние бациллы на животный организм // Доклады АН. 2010. Т. 434. № 2. С. 282-285. Ushakova N.A., Voznesenskaya V.V., Kozlova A.A., Nifatov A.V., Samoylenko V.A., Nekrasov R.V., Egorov I.A., Pavlov D.S. Vydelenie somatostatin-podobnogo peptida kletkami Bacillus subtilis V-8130, kishechnogo simbionta dikoy ptitsy Tetrao urogallus, i vliyanie batsilly na zhivotnyy organizm. Doklady AN. 2010. T. 434. № 2. S. 282-285. Ушкалова Е.А. Роль пробиотиков в гастроэн-терологии // Фарматека. 2007. № 6. С. 16-23. Ushkalova E.A. Rol´ probiotikov v gastroen-terologii. Farmateka. 2007. № 6. S. 16-23. Kalenova L.F., Sukhovei Yu.G., Brushkov A.V., Melnikov W.P., Fisher T.A., Besedin I.M., Noviko-va M.A., Efimova Yu.A. Effects of permafrost microor-ganisms on the quality and duration of life of laboratory animals // Neuroscience and Behavioral Physiology. 2011. V. 41. № 5. P. 484-490. Kalenova L.F., Sukhovei Yu.G., Brushkov A.V., Melnikov W.P., Fisher T.A., Besedin I.M., Noviko-va M.A., Efimova Yu.A. Effects of permafrost microor-ganisms on the quality and duration of life of laboratory animals. Neuroscience and Behavioral Physiology. 2011. V. 41. № 5. P. 484-490. Хадарцев А.А., Яшин А.А., Еськов В.М., Агарков Н.М., Кобринский Б.А., Фролов М.В., Чухра-ев А.М., Гондарев С.Н., Хромушин В.А., Каменев Л.И., Валентинов Б.Г., Агаркова Д.И. Информацион-ные технологии в медицине. Монография. Тула: ТулГУ, 2006. 272 с. Khadartsev A.A., Yashin A.A., Es´kov V.M., Agarkov N.M., Kobrinskiy B.A., Frolov M.V., Chukhra-ev A.M., Gondarev S.N., Khromushin V.A., Kamenev L.I., Valentinov B.G., Agarkova D.I. Informatsion-nye tekhnologii v meditsine. Monografiya. Tula: TulGU, 2006. 272 s.