Содержание к диссертации
Введение
2. Обзор литературы , 6
2.1. Влияние видимого и инфракрасного света на жизнедеятельность микроорганизмов .6
2.1.1. Возможные механизмы действия видимого и инфракрасного света ,.,.10
2.2. Представления о свечении микроорганизмов 12
2.2.1. Концепции и шггерпретации свечений организмов 16
2.2.1.1. Представления «биохимической школы... 16
2.2.1.2. Представления «биофизической школы» 17
2.2.1.3. Концепция вторичного биогенного излучения 18
2.3. Опосредованные светом и другие формы дистантных взаимодействий у микроорганизмов 20
2.3.1. Об истории исследований дистантных взаимодействий микроорганизмов 21
2.3.2. Современные представления о дистантных взаимодействиях микроорганизмов 24
2.4. Обобщение литературных данных , 31
3. Экспериментальная часть , 34
3.1. Материалы и методы исследования 34
3.1.1. Штаммы E.coli 34
3.1.2. Питательные среды роста
3.2.1. Показатели роста бактериальных культур 35
3.2.2. Определение биомассы микроорганизмов 36
3.2.3. Генетическая трансформация с применением хлористого кальция 37
3.2.4. Белковый электрофорез в 12 % лолиакриламидном геле 37
3.2.5. Облучение клеток Е, coll , 38
3.2.6. Регистрация излучений бактерий 39
3.2.7. Статистическая обработка результатов .40
4. Результаты и их обсуждение
4.1. Влияние широкого диапазона доз красного и инфракрасного света на рост бактерий Е. coli 42
4.1.1. Влияние красного и инфракрасного света на рост клеток Е. coli, синтезирующих рекомбинантный белок барстар 49
4.1.2, Влияние обработки клеток Е. coli хлористым кальцием на их чувствительность к красному и инфракрасному свету 53
4.2. Дистантное влияние бактериальных культур Е. coli 58
4.2.1. Дистантное влияние бактерий Е. coli при обработке их рифампицином .63
4.2.2. Дистантные взаимовлияния бактериальных культур!?, coli 67
4.2.3. Дистантные взаимовлияния двух культур Е. coli при выращивании их в различных питательных средах 71
4.2.4. Дистантные взаимовлияния культур Е. coli при предварительном облучении одной из них 73
4.3. Регистрация излучений бактерий Е. coli. 77
4.4. Заключение S6
Выводы 92
Список литературы 93
- Возможные механизмы действия видимого и инфракрасного света
- Концепция вторичного биогенного излучения
- Определение биомассы микроорганизмов
- Влияние обработки клеток Е. coli хлористым кальцием на их чувствительность к красному и инфракрасному свету
Возможные механизмы действия видимого и инфракрасного света
Известно, что между действием света красной и дальней красной областей спектра существует тесная свзяь и сложное взаимодействие при функционировании фитохрома и других фотохромных фотообратимых пигментов. Свет этих спектральных областей влияет также на метаболические процессы в клетках млекопитающих. Было показано, что наибольшее ускорение роста Е. coli WP2 проявляется при действии света в дозе 1-4 кДж/м2 (Тифлова, Кару, 1987). При попеременном облучении красным (Х=632.8 нм, мощность излучения 100 Вт/м2) и дальним красным светом (А.=750 нм, мощность излучения 250 Вт/м2) с интервалами в 10 секунд, изменение скорости роста культуры в результате такого последовательного облучения практически было равно влиянию облучения одним красным светом в соответствующей дозе. Судя по конечному эффекту, облучение дальним красным светом после красного не влияло на рост бактерий. При измениении характера облучения картина существенно менялась. Если культура, облученная дальним красным светом, облучалась затем красным светом, эффекты действия этих двух спектральных областей складывались. Кумулятивный эффект не превышал 200 %, причем он зависел от исходного состояния культуры.
В 1991 году Тифловой и Кару (Tiphlova, Kara, 1991) было исследовано влияние красного света (Х,=632.8 нм, мощность 100 Вт/м2) на рост Е. coli WP2, которые выращивались в минимальной среде М9 с добавлением разных источников углерода - глюкозы, глицерина или арабинозы. При облучении была использована доза 4 кДж/м2. Бактерии, выращиваемые на глюкозе, начинали делиться без латентного периода. Скорость экспоненциального роста контроля составляла 0.55 ч , тогда как после облучения она составляла 0.78 ч \ На питательной среде с глицерином культуры имели лаг-фазу длительностью около 15 минут в контроле. Скорость экспоненциального роста возрастала до 0.8 ч"1 по сравнению с контролем (0.64 ч1) и почти полностью исчезал лаг-период. Когда клетки выращивались на арабинозе в качестве источника углерода, то в контроле они имели лаг-фазу длительностью около 1 часа и скорость роста 0.78 чл. Облученные клетки сразу начинали расти экспоненциально, минуя лаг-фазу, причем наблюдалось резкое увеличение числа клеток в первый час инкубации (до 145 % по сравнению с контролем). Эксперименты позволили выявить характерные особенности влияния красного излучения на культуры Е. coli WP2, культивируемые в разных условиях. Разница между числом клеток в облученных и необлученных культурах была небольшой для культур с коротким лаг-периодом и более высокой для культур, которые в контроле начинали расти после длинного лаг-периода. Специфическая скорость экспоненциального роста облученных культур была той же самой во всех трех случаях (0.78, 0.8 и 0.8 ч", соотвественно). Эти результаты свидетельствуют, что облучение в этих экспериментальных условиях обеспечивало максимальную скорость экспоненциального роста культур вне зависимости от начальных периодов роста. Максимальный эффект проявлялся в течение 45-60 мин после облучения, позднее (2-4 часа после начала инкубации) практически не было разницы в числе клеток между облученной и контрольной культурой. Эта особенность проявлялась во всех вариантах используемых для роста клеток питательных сред. Полученные результаты позволили сделать заключение, что степень фотоиндуцированной стимуляции деления клеток Е. coli зависит от метаболического состояния первоначальной культуры, или, другими словами, от наличия и продолжительности лаг-фазы. Это означает, что когда культура подвергалась облучению в стадии экспоненциального роста, действие красного света не вызывало у нее увеличения скорости роста. В этих экспериментах было также показано, что во всех группах культур содержались субпопуляции клеток, которые в ответ на облучение быстро начинали новый цикл репликации и деления. Число клеток в этих субпопуляциях зависело от условий культивирования, будучи наименьшим в быстро растущей популяции (например, при выращивании на глюкозе) или наибольшим в медленно растущей популяции (при росте на арабинозе) (Tiphlova, Каш, 1991).
К.С. Восканяном было изучено влияние красного света (А,=633 нм) различных мощностей (1.9 мВт и 4.8 мВт) сверхвысоких доз на рост изогенных штаммов Е. coli К-12 : АВ 1157, АВ 2463 (rec А13"), Р3478 (рої АГ), суперустойчивого мутанта ВЫ 114 (Gamr444) и штамма Hfr Н. Им показано, что сверхвысокие дозы излучения (до 6.49 105 Дж/м2) вызывают ингибируюпрш эффект - число жизнеспособных клеток снижалось в в среднем на 30 %, причем ингибирующий эффект зависел целиком от дозы излучения, а не от интенсивности светового потока (например, облучение в течение 40 минут светом интенсивностью 1.9 мВт и в течение 16 минут интенсивностью 4.8 мВт приводит к тому, что клетки получают одну дозу излучения - 6.49 105 Дж/м ) (Voskanyan, 1988). Им также был обнаружен мутагенный эффект сверхвысоких доз излучения (Voskanyan, 1990).
Таким образом, многими исследователями показано, что свет вызывает как стимулирующие, так и ингибирующие эффекты в зависимости от дозы излучения и физиологических особенностей облучаемых организмов. Остановимся подробнее на возможных механизмах действия этих излучений.
Возможные механизмы действия видимого и инфракрасного света Биологический ответ клеток на видимое и инфракрасное излучение происходит вследствие физических и/или химических изменений в фотоакцепторных молекулах, компонентах дыхательных цепей. Ранее было высказано предположение (Tiphlova, Karu, 1988), что ускоренное вступление культуры в активную фазу роста регулируется путем изменения активности дыхательной цепи, а в качестве первичных фотоакцепторов служат некоторые цитохромы. В частности обсуждалась роль цитохрома d (Каш, 1984, 1989). В 1995 году Афанасьева с сотрудниками (Афанасьева и др., 1995) показала, что полосы в спектре стимуляции роста Е. coli относятся к терминальным оксидазам дыхательной цепи, цитохромным комплексам bd и bo в промежуточной редокс-стадии. Поглощение света определенными хромофорами этих молекул (гемовое железо и медь) изменяют степень их окисленности, и, соотвественно, могут изменять скорость передачи электронов к кислороду. В результате фотовозбуждений электронных состояний фотоакцепторов могут происходить следующие физические и химические процессы - изменение редокс-свойств и ускорение переноса электронов, изменения в биохимической активности вследствие локального переменного нагревания хромофоров, одноэлектронное автоокисление и продукция (или последующая продукция перекиси водорода). Не исключено, что различные реакции могут обеспечить один и тот же результат - изменение в митохондриальной редокс-активности.
Концепция вторичного биогенного излучения
Представления «биохимической школы» Большинство исследователей считают, что сверхслабое свечение (представителями данного направления наиболее часто используется термин «биолюминесценция») организмов происходит в результате образования синглетного кислорода и возбужденных триплетных состояний карбонилов. Эти вещества образуются in vivo в результате таких процессов, как перекисное окисление липидов, фагоцитоз, ферментативные реакции и при взаимодействии кислородных радикалов (особенно супероксидного радикала) с некоторыми метаболитами (Журавлев, 1965,1975; Конев, 1965; Wright et al, 1979; Slawinska & Slawinski, 1983; biaba et al, 1991). Однако, в процессах свечения могут принимать участие возбужденный триптофан (Tilbary, 1992; Slawinski, 1988) и нуклеиновые кислоты (Slawinski, 1988; Рорр et al, 1994). В настоящее время широко обсуждается реакция Миддарда (Maillard reaction) (Namiki et al, 1993), которая включает кислород-зависимое образование возбужденных состояний и переноса энергии к одновременно образованным флуоресцентным продуктам броуновской реакции (Wondrak et al, 1995; Voeikov & Naletov, 1998). Вместе с тем, клетки имеют различные системы защиты от кислородной токсичности -этосупероксид-дисмутазы, которые нейтрализуют супероксид, а аткже каталазы и пероксидазы, которые способствуют уменьшению перекиси водорода. Другие ферменты - цитохром-оксидазы и NADH-оксидазы тоже могут принимать участие в защитных реакциях, однако они присутствуют в клетке в меньших количествах. Таким образом, с точки зрения «биохимической школы», сверхслабая биолюминесценция является побочным продуктом метаболических биохимических реакций. Однако, в 2001 году было показано, что спонтанная хемилюминесценция не является информационным каналом дистанционного межклеточного взаимодействия (Будаговский, 2001). Теперь подробнее рассмотрим точку зрения так называемой «биофизической школы».
Группа немецких физиков университета Марбурга, начиная с 1972 года развивает противоположную гипотезу, согласно которой сверхслабый биологический свет, который они называют эмиссией биофотонов, является показателем существования собственного эндогенного электромагнитного поля внутри организма. Согласно этой гипотезе, живые системы продолжительно испускают фотоны сверхслабой интенсивности в различных диапазонах. Они были названы биофотонами (Ruth, 1979; Fisher, 1979; Biophoton emission, 1988). Биофотонный сигнал зависит от физиологического состояния организма и факторов окружающей среды. Форма сигнала и его зависимость от этих факторов исключают возможность происхождения биофотонов из хемилюминесценции, биолюминесценции, флуоресценции и супер-флуоресценции (Рорр et ah, 2002). Происхождение и источник биофотонов еще предстоит определить. Феномен эмиссии биофотонов подразделяется на два класса - спонтанная и светоиндуцируемая. Поток фотонов в спонтанной эмиссии почти не изменяется в течение часов. Этот поток является сверхслабым и его измерение требует чувствительных детекторов, приближающихся к квантовому механическому пределу. Поток фотонов в светоиндуцированной эмиссии является более интенсивным, но длится более короткое время (Govindji, Frog, 1986). Сигнал спадает до уровня спонтанной эмиссии в течение минут. Спад имеет неэкспоненциальный релаксационный характер (Рорр et ah, 1992). Сила спада сигнала варьирует от системы к системе. Пик интенсивности сигнала на 2 18
3 порядка выше, чем интенсивность сигнала при спонтанной эмиссии (Chwirot, 1988). F.A. Рорр предположил, что ДНК может быть вовлечена в процесс бифотонной эмиссии. В его модели биофотон улавливается и переизлучается молекулой ДНК, которая подвергается физическому резонансу, приводя к эмиссии света определенной степени когерентности. Конформационные состояния ДНК могут служить хранилищем когерентных фотонов целого электромагнитного поля внутри клетки. Таким образом, ДНК рассматривается как высокоэнергетический, электронно-возбужденный молекулярный комплекс, который химически и энергетически регулирует весь перенос ядерной информации в клетке. По этой модели биофотонная эмиссия из ДНК - это энергия, которая излучается всей клеткой и содержит информацию о состоянии целой клетки. Кроме того, эмиссия и поглощение молекулой ДНК биофотонов регулируют энергетическое состояние как самой ДНК, так и клетки в целом (Рорр, 1979).
Концепция вторичного биогенного излучения В 1994 году было впервые высказано предположение, что при возбуждении биополимеров живой ткани высокоэнергетическими квантами атомной радиации в них будет накапливаться энергия, образовываться поляритоны, которые, распадаясь в течение нескольких часов будут давать малоинтенсивное когерентное излучение, названное вторичным биогенным излучением (ВБИ). Было сделано предположение, что это вторичное излучение по своим свойствам может напоминать митогенетическое излучение Гурвича, открытое в 20-е годы XX столетия (Гурвич А.Г., Гурвич А.Д., 1945). Возможно, что предполагаемое излучение будет стимулировать митоз, деление рост и развитие биологических детекторов.
Определение биомассы микроорганизмов
В отношении интенсивности облучения можно предположить, что штаммы обладают высокой специфичностью к каждой конкретной дозе. Например, как известно из данных других исследователей (Tiphlova, Kara, 1988), облучение клеток Е. coli WP2 trp" светом с длиной волны 660 нм и дозой 4 кДж/м2, приводило к увеличению числа клеток на 120 % спустя 60 мин после облучения при их культивировании в среде Хотгингера. В нашем случае, облучение клеток Е. coli AD494(DE3)pLysS такой же дозой не приводило к столь заметной стимуляции деления - оптическая плотность культуры возрастала на 4.13 % спустя 60 минут после облучения при инкубировании клеток в среде ЛБ, и на 20.87 % - в среде М9. Аналогичные значения для штамма К coli МС1061 составляли 3.28 % (среда ЛБ) и 2.44 % (среда М9). Подобные различия в степени стимуляции могут зависеть от: 1) различного генотипа штаммов; 2) различной питательной среды, в которую засевались клетки после облучения; 3) различной длины волны. Сравнивая наши результаты с данными Tiphlova и Каш (1988), можно предположить, что тип питательной среды (применительно к дозе облучения 4 кДж/м2), вероятнее всего, не играет существенной роли, поскольку как в богатой среде ЛБ, так и в минимальной среде М9, степень стимуляции клеточного деления у штаммов Е. coli AD494(DE3)pLysS и MCI061 была значительно ниже по сравнению со штаммом Е. coli WP2 trp". Гораздо более существенную роль может играть длина волны, а также генотип клеток. Например, те же авторы (Tiphlova, Каш, 1988) показали, что при облучении клеток Е. coli WP2 trp" дозой 4 кДж/м2, но с разной длиной волны (632.8 нм и 645 нм) приводит к различной стимуляции увеличения клеток (на 150 % и 120 %, соответственно). В отношении использованных нами штаммов нельзя однозначно сказать, что столь низкая (по сравнению со штаммом Е. coli WP2 tip") стимуляции роста в течение первых 60 минут после облучения связана только с различиями в генотипе клеток или же с дополнительным облучением клеток светом с длиной волны 900 нм, поскольку ранее действие монохроматического излучения этой длины волны на клетки Е. coli исследовано не было. В то же время, основываясь на более поздних данных этих же авторов (Kara et ah, 2001), показавших, что облучение клеток HeLa светом с длиной волны 820 нм приводит к повышению адгезии клеток на стекле (максимально адгезия была повышена на 64+3.1 %), можно предположить, что излучение с длиной волны 900 нм могло стимулировать увеличение количества прилипших к стеклу клеток после их облучения при переносе в свежую питательную среду. Об этом косвенно свидетельствуют факты, что как в среде М9, так и в среде ЛБ, мы не наблюдали достоверных различии в длительности лаг-фазы между облученными и контрольными клетками.
Возвращаясь к зависимости уровня стимуляции от дозы излучения, можно предположить, что наблюдающееся сокращение стимуляции скорости роста при дозах 7-10 кДж/м2 вызвано неспособностью клеточных структур, ответственных за акцепцию света (прежде всего это терминальные оксидазные комплексы - цитохромы bo и bd (Афанасьева и др., 1995)) адекватно реагировать на повышенные дозы облучения. В литературе описаны подобные факты, когда последовательное облучение клеток Е. coli WP2 красным и дальним красным светом (632.8 нм и 750 нм, соответственно) и суммарной дозой 14 кДж/м2 не ускоряло их рост (Тифлова, Кару, 1987). Кроме того, показано, что облучение красным светом (632.8 нм) с дозой 16 кДж/м2 приводит к повышению уровня мутирования клеток Е. coli-K12 и угнетению клеточного деления у клеток Е. coli RT4 (Voskanyan, 1990). Наши результаты также свидетельствуют, что высокие дозы излучения либо не оказывают эффекта стимуляции, либо оказывают отрицательный эффект (облучение штамма AD494(DE3)pLysS дозой 10 кДж/м2 приводило к достоверному снижению удельной скорости роста на 3.69 %, см. табл. 3).
Поскольку изначально оба штамма при облучении находились в одинаковых условиях (в 0.05 М K-Na-фосфатном буфере, рН=7.0), это дает основание предполагать, что a priori питательная среда не могла играть ключевую роль в развитии событий стимуляции, как это было описано ранее (Tiphiova, Каш, 1991). Авторы показали, что в зависимости от состава питательной среды (а при облучении клетки находились именно в питательной среде, а не в физиологическом буфере, как в нашем случае), а именно - в зависимости от источника углерода (глюкозы, глицерола и L-арабинозы) степень стимуляции различалась при одной и той же дозе облучения и длине волны (4 кДж/м2 и 632.8 нм). Тифлова и Кару объясняют наблюдающиеся различия уровня стимуляции различным метаболическим состоянием культуры. Таким образом, вероятно, первостепенное значение имело то, как штамм с определенным генотипом воспринимает данную дозу облучения, а уже потом питательная среда вносила свою «корректировку».
После определения влияния различных доз красного и инфракрасного излучения на рост клеток Е. coli нами был исследован характер роста рекомбинантных клеток при их облучении и биосинтезе рекомбинантного белка барстара.
Влияние красного и инфракрасного света на рост клеток Е. coli, синтезирующих рекомбинантный белок барстар
Для экспрессии барстара был использован штамм Е. coli AD494(DE3)pLysS. Клетки культивировали в среде М9. Среда М9 (в расчете на 1 л) содержала также 20 основных аминокислот (в конечной концентрации 50 мкг/мл). Селективная среда содержала ампициллин в конечной концентрации 100 мкг/мл. Трансформацию с применением хлористого кальция проводили по методике, описанной ранее. Клетки были трансформированы плазмидой pGEMEX-1/Bst, на которой находился ген барстара - полипептидного ингибитора РНКаз (Hartley, 1993) и ген устойчивости к амгшциллину. Плазмида была любезно предоставлена А. Шульга (Институт молекулярной биологии, Москва). Данный вектор работает в рЕТ-экспрессионной системе, механизм функционирования которой описан ранее (Mierendorf, 1994). Рекомбинантные клетки, выросшие на чашках с селективной средой, собирали стеклянной петлей, подготавливали для облучения и облучали, как это описано выше. Использовали дозу излучения 4 кДж/м2 Облученные рекомбинантные клетки вносили в селективную среду для экспрессии барстара. Нерекомбинантные клетки (необлученные и облученные таким же образом, как и рекомбинантные) выращивали в среде с тем же составом, но без ампициллина. Исходная оптическая плотность (ОП) культуры составляла 0.1. Бактерии выращивали на качалке (120 об/мин) при 37 С. Оптическую плотность культуры измеряли через каждые полчаса. Для оценки продукции барстара проводили электрофорез в 12 % полиакриламидном геле по стандартной методике. Каждый эксперимент повторяли 3 раза в двух одновременно проводимых повторах. В таблицах А.4 И А.5 Приложения А приведены значения критерия Колмогорова-Смирнова и Стьюдента для параметров роста и различных рядов сравнения.
Влияние обработки клеток Е. coli хлористым кальцием на их чувствительность к красному и инфракрасному свету
В работе была исследована реакция обработанных 50 мМ раствором хлористого кальция клеток Е. сой на воздействие максимально стимулирующих доз излучения. Полученные результаты свидетельствуют о снижении стимулирующего эффекта красного и инфракрасного излучения при предварительной обработке клеток ионами кальция. Снижение эффекта стимуляции наблюдали при культивировании обработанных хлористым кальцием и в дальнейшем облученных клеток как в среде М9, так и в среде ЛБ. Полученные данные позволили высказать предположение, что обработка клеток 50 мМ раствором СаСЬ способствовала нарушению мембранной топологии фотоакцелторных молекул, и, как следствие, приводила к уменьшению биостимулирующего эффекта красного и инфракрасного излучения.
Проведенные эксперименты по исследованию характера влияния красного и инфракрасного излучения на нативные и модифицированные (обработанные ионами кальция и рекомбинантные) клетки Е. coli свидетельствуют о существенном значении света в росте и жизнедеятельности клеток бактерий. Основываясь на опыте работ других исследователей, опубликованных в литературе, были проведены эксперименты, в которых росторегулирующим фактором было не излучение, источником которого был какой-либо прибор, а растущая рядом культура бактерий. При этом было показано, что совместно выращиваемые бактериальные культуры, разделенные механически и химически, могут влиять на рост друг друга. В экспериментах по исследованию дистантной регуляции роста при использовании установки "колба в колбе" было обнаружено, что существенную роль играет плотность культуры-излучателя. Показано, что культура-излучатель с низкой концентрацией клеток оказывает на детекторную культуру стимулирующее влияние, что приводило к сокращению лаг-фазы у детекторной культуры. Однако дальнейшее увеличение плотности излучательной культуры (одновременно сопровождающее рост культуры-детектора), приводило к обратному эффекту - культура детектор отставала в росте от контроля. Данные результаты свидетельствуют о высокой чувствительности клеток бактерий к изменениям окружающей обстановки.
Учитывая полученные нами данные и данные других авторов, была предпринята попытка исследовать характер дистантной регуляции роста при обработке культуры-излучателя антибиотиком рифампицином. Антибиотик добавляли в разные фазы роста культуры-излучателя и фиксировали эффекты, которые она оказывала на культуру-детектор. Эксперименты показали, что важное значение имеет время добавления антибиотика к культуре-излучателю. При обработке антибиотиком культуры-излучателя в начальной и активной фазе роста наблюдали удлинение лаг-фазы, увеличение удельной скорости роста и урожая культуры-детектора. При добавлении рифампицина к культуре-излучателю на стационарной фазе роста не было зафиксировано достоверных изменений в параметрах роста культуры-детектора.
Поскольку количество культуры, а также условия роста отличались вследствие различной геометрии сосудов использованной установки, представляло большой интерес исследовать характер взаимодействия культур, культивируемых в равных объемах питательной среды и занимающих одинаковое пространственное положение по отношению друг к другу. Были проведены эксперименты, результаты которых свидетельствовали о взаимной модификации роста клеток обеих культур. В серии специальных экспериментов было обнаружено, что характер взаимного влияния двух культур зависит от среды культивирования клеток. Так, например, в среде М9 наблюдали удлинение латентной фазы роста культур, увеличение удельной скорости роста и отсутствие эффекта в отношении урожая. При культивировании клеток в среде ЛБ также наблюдали увеличение удельной скорости роста двух культур, однако не было зафиксировано достоверных различий в длительности лаг 90 фазы; кроме того, наблюдали снижение величины урожая. Таким образом, характер взаимного взаимодействия двух культур зависел как от фазы роста, так и среды культивирования.
Поскольку из данных, опубликованных рядом исследователей, известно, что на характер дистантных взаимодействий могут оказывать влияние самые разнообразные факторы, мы провели эксперименты по исследованию взаимного влияния двух культур, одна из которых была предварительно облучена красным и инфракрасным светом. Исходя из результатов экспериментов нами сделано заключение о том, что эффект стимуляции роста красным и инфракрасным излучением снижается, когда облученная культура выращивалась совместно с другой, необлученнной культурой. Полученные результаты свидетельствуют, что в среде М9 эффект взаимной стимуляции роста двух культур также ниже в случае, когда одна из них была предварительно облучена. Напротив, при росте в среде ЛБ эффект взаимной стимуляции роста был значительно выше, когда одна из культур была предварительно облучена красным и инфракрасным светом. Таким образом, полученные нами результаты еще раз доказывают тот факт, что условия культивирования играют важную роль в характере взаимодействия культур.
Применив специальную аппаратуру, было исследовано излучение клеток Е. coli МС1061 в различных условиях культивирования. Показано, что на одной и той же фазе роста существуют различия в спектральном распределении интенсивности излучения клеток при их культивировании в различных средах. Это подтверждает литературные данные (Chang et aL, 1995) о том, что интенсивность излучения не зависит напрямую от количество клеток.
Наличие эффекта дистантных взаимодействий при использовании посуды, непроницаемой для ультрафиолетового излучения, а также отсутствие эффекта взаимного влияния культур в случае их оптической изоляции, позволяют предположить, что средством коммуникации не может быть УФ свет, а также звук. Вероятно, взаимодействие обусловлено эмиссией видимого и / или инфракрасного света.
Впервые было обнаружено, что две культуры в отсутствии химического и механического контакта между ними способны влиять на интенсивность излучения друг друга. Полученные результаты свидетельствуют, что при дистантном взаимодействии культур интенсивность их излучения в исследованной спектральной области имеет синхронный характер. Сопоставление данных проведенных экспериментов (описанных в главах 4.2.2. и 4.3) позволяет сделать предположение, что по изменения параметров роста и интенсивности излучения находятся во взаимосвязи друг с другом и определяются физиологическим состоянием и условиями культивирования клеток Е. coli.
