Введение к работе
Актуальность задачи. Метилотрофныэ бактерии - микроорганизмы, использущие метан и его производные в качестве единственного источника углерода и энергии. Облигатнне метилотрофы могут использовать только С,-соединения, в то время как факультативные способны также расти и на полиуглеродных субстратах, причем последних микроорганизмов значительно больше. Так как метилотрофные бактерии относятся к разным систематическим группам, то естественно, что и их морфология, физиологические и биохимические свойства достаточно разнообразны. Некоторые представители способны расти з хемолито-автотрофних условиях, другие одновременно являются и фототрофами. Известны также строгие анаэроба, растущие в автотрофних условиях, окисляя молекулярный водород.
С развитием биотехнологии интерес к этой группе микроорганизмов значительно повысился, поскольку метилотроды оказались крайне перспективными в качестве продуцентов микробной биомассы - заменителя растительного и хивотного белка, различных аминокислот, а также ферментных коїяиіексов для трансформации различных химических веществ.
Интенсивное изучение метилотрофкнх бактерий, их метаболизма, а такке возмокностей их промышленного использования привело к появлении обширней литературы. Однако существующая номенклатура ме-тялотрофов неудовлетворительна, поскольку существует случаи появления дублирующих наименований для различных видов или использования нескольких наименования для одного вида. Большие сложности возникают и при идентификации оОлигатных метилотрофных бактерий, поскольку для них оказались непригодными многие классические Ttc-ты. К тому же в последнее время описано много новых штаммов мотан-и метанолиспольдугаих микроорганизмов, которых невозможно причислить ни к одному из известных родов. KpOMft того, спосоСность к
метилотрофии обнаруживают микроорганизмы, уже отнесенные к той или иной таксономической группе. Такая неопределенность в номенклатуре н таксономии метилотрофов требует наведения порядка, поскольку без этого невозможно детальное понимание биологии этих бактерий, а также решение некоторых биотехнологических проблем.
Цель и задачи исследования. Целью нестоящей работа явилось изучение систематики грамотрицательных метилотрофных бактерий на основе анализа нуклеотидных последовательностей Б8 рибосомных РНК, успешно применявшегося для таксономических исследований других групп бактерий. Конкретно задана исследования сводилась к следующему:
' - определить нуклеотидные последовательности BS рибосомных .РНК различных видов и родо&^Трамотрицательных метилотрофных бактерий;
провести филогенетический анализ полученных последовательностей о целью выяснения уровня генетического родства изучаемых штаммов;
сравнить полученные последовательности с последовательностями веметилотрофных бактерий, имеющиеся в банке данных с целью вияснення филогенетического положения метилотрофов:
- попытаться идентифицировать отдельные штаммы метилотрофов на
основе сравнения последовательностей их 53 рРНК о банком;
- использовать данный геносистематический метод для определения
состава конкретной микробной популяции.
Научная новизна работы. В данной работе впервые для решения вопросов таксономии метилотрофных Сактерий был использован один из методов геносиствматики, а именно, метод взучення таксономии бактерий на основе сравнения нуклеотидных последовательностей 53 рибосомных РНК. Кроме того, были проведены исследования по выяснении степени филогенетического родства метилотрофов с другими группами бактерий, а также было изучено происхождение признака метило-
трофин. С помощью указанного метода было определено таксономическое -положзние ряде вновь выделенных групп бактерий.
Практическая ценность. В раде случаев били выявлены неточности при первичной идентификации микроорганизмов. Была предпринята попытка использовать данный кетод для более точной. идентификации облигатных метнлотрофннх бактерий, что особенно важно в силу высокого биртехнологичвского потенциала данной группы микроорганизмов. Использование данного метода позволило определить состав микробной популяции, используемой в промышленном биореакторе, что позволяет рекомендовать данный кетод для использования в экологических исследованиях.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на конференции молодых ученых "Физиология, генетика и биохимия мети-лотрофных микроорганизмов" (Канзв, 1986), на Всесоюзной школе-конференции молодых ученых "Систематика и эволюции микроорганизмов" (Пуцино-на-Оке, 1988), на Мездународном симпозиуме по метилотроф-ным бактериям (Геттинген, 1989).
Щгбликагдаи. По теме диссертации опубликовано б статей я тезисы 1 доклада.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, шводов, списка цитируемой литературы.