Вплив хронічного опромінення бактерій на імуномодифікуючі властивості ліпополісахариду по відношенню до A. thalianа

 

Ю.В. Шиліна¹, М.І. Гуща¹, О.С. Моложава², С.В. Літвінов¹, О.П. Дмитрієв¹

 

¹Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Київ, Україна

²ННЦ «Інститут біології» Київського національного університету ім. Тараса Шевченка, Київ, Україна

 

Відомо, що бактеріальні ліпополісахариди (ЛПС) характеризуються вираженими імуномодулюючими властивостями як по відношенню до організмів тварин, так і рослин [1, 2]. Раніше було показано, що на характер імуномодулюючого ефекту впливає хімічна форма ЛПС [3] і зроблено припущення, що хімічна модифікація моделює процеси, які відбуваються в молекулі ЛПС в природних умовах. Іонізуюче випромінювання у високих дозах може змінювати структуру біополімерів, зокрема, ЛПС, в умовах in vitro [4]. Проте відсутні дані про зміни ЛПС при опроміненні живих бактеріальних клітин і про можливі зміни структури і властивостей ЛПС бактерій у відповідь на дію радіаційного фактора. Метою даного дослідження було з’ясувати, як впливає на імуномодулюючі властивості ЛПС по відношенню до рослин Arabidopsis thaliana культивування бактерій в умовах хронічного опромінення.

Зразки ЛПС були попередньо одержані нами шляхом культивування бактерій Pseudomonas aeruginosa фітопатогенного штаму IMB-9096 (ЛПС-9096) та сапрофітного штаму IMB-8614 (ЛПС-8614) на агаризованому картопляному середовищі в дозовому полі ¹³⁷Cs при потужності дози гамма-випромінення порядку 0,19 мкГр/с протягом 7 діб з наступним виділенням ЛПС шляхом м’якої екстракції 0,85 % розчином хлориду натрію. Насіння A. thalianа дикого типу Сol-0 обробляли ЛПС шляхом замочування протягом 24 год у розчині ЛПС (100 мкг/мл). На 4-у добу пророщування проростки заражали суспензією бактерій фітопатогенного штаму P. aeruginosa IMB-9096. Визначали проростання насіння, приріст коренів та ураженість проростків. Статистичну обробку результатів проводили за допомогою пакету програм Microsoft Office Excel 2003 та Microsoft Office Graph 2003.

В результаті нами було встановлено, що хронічне опромінення бактерій змінює імуномодулюючі властивості їх ЛПС. Зокрема, при зараженні проростків A. thaliana бактеріями P. aeruginosa ІМВ-9096 попередня обробка насіння ЛПС, одержаним з неопромінених бактерій цього штаму, зумовлювала зростання чутливості до зараження, тобто ЛПС-9096 в даному випадку виявляв властивості імуносупресора. Навпаки, обробка ЛПС-9096, одержаним з опромінених бактерій, знижувала чутливість до зараження даним штамом. Обробка ЛПС, одержаним з неопромінених бактерій сапрофітного штаму, приводила до зменшення ураженості рослин. При обробці насіння ЛПС-8614, одержаним з опромінених бактерій, не спостерігали зміни їх імуномодулюючих властивостей. У варіантах з відсутністю захисного ефекту від неопроміненого ЛПС-8614 відмічали навіть деякий імуностимулюючий ефект. Таким чином, нами показано, що хронічне опромінення бактерій змінює імуномодулюючі властивості їх ЛПС і ефект залежить від штаму бактерій.

 

1. Структура і біологічна активність бактеріальних біополімерів / За ред. В.К. Позура. — К.: ВПЦ «Київський університет», 2003. — 305 с.

2. Моложава О.С., Шиліна Ю.В. Фітотоксичність модифікованих ліпополісахаридів бактерій// Вісн. Харків. нац. аграр. ун-ту. Сер. Біологія. - 2007. - Вип. 2 (11). - С. 76-82.

3. Шиліна Ю.В., Гуща М.І., Моложава О.С., Шевченко Ю.І., Дмитрієв О.П. Імуномодулювальні властивості бактеріальних ліпополісахаридів у рослин Arabidopsis thaliana та їх модифікація // Фізіологія рослин та генетика. - 2017. - Т. 49, № 2. – С. 121-128.

4. Шарпатый В.А. Радиационная химия биополимеров. – М., ГЕОС, 2008. - 250 с.