Свойства и внешний вид бактериальной клетки определяется во многом генотипом – последовательностью оснований в ее ДНК. И можно было бы считать, что для детального анализа достаточно задокументировать всего лишь саму молекулу ДНК. К сожалению, это верно, но далеко не в полной мере. Например, рассмотрим важный случай для клинической диагностики, когда врачу надо обнаружить у пациента возбудителя бактериальной инфекции и оценить его устойчивость к антибиотику. Ситуация типичная для современных больниц, особенно при возникновении внутрибольничных инфекций. Тактика разумных действий может состоять во взятии пробы, наращивании и выделении клеток, извлечении из них ДНК, проведении генетического исследования, например в простейшем случае ПЦР-теста. Вопрос состоит в том, достаточно ли этого. Для примера рассмотрим случаи, достаточно редкие, но исключить которые теоретически нельзя. Допустим, что в пробе и в самом организме были только нежизнеспособные или мертвые бактерии, которые уже не могут принести вред организму. ПЦР-тест обнаруживает ДНК и сигналит о наличии опасных возбудителей. Врач в соответствии с рекомендациями прописывает курс антибиотиков, которые в данном случае никакой пользы не принесут, а только вред. Возможен и другой случай, когда бактерии еще живые, но они утратили часть активности ферментов под действием уже проведенного лечения. Опять генетический тест сигналит об опасности, которой уже нет. У мамонта, пролежавшего 5 млн лет, можно найти цельную ДНК. ДНК есть, а живого мамонта нет. Возможно, в будущем ученые этот пробел исправят. В этом примере получается так, что просто наличие ДНК во взятом образце еще не говорит о наличии самого ее носителя. Есть закономерный вопрос. Все ли бактерии с одинаковым генотипом будут иметь и одинаковый фенотип? Другими словами, являются ли бактерии-близнецы точными копиями друг друга? Ответ на этот вопрос приоткрывает зондовая микроскопия. Если взять одну бактерию и вырастить колонию на питательной среде, то легко заметить, что бактерии в колонии разного размера и имеют слегка различную форму (рис.1). Часто по краям колонии располагаются бактерии большего размера. Если говорить совсем строго, то в море бактерий не увидишь двух абсолютно одинаковых. Обратную ситуацию мы часто встречаем у близнецов. Полное или очень близкое внешнее сходство. Какая бактерия потенциально опасна для человека? Та, которая уже занесена учеными в определитель опасных бактерий. Но чтобы бактерия стала реально опасной, она должна жить полноценной жизнью, в том числе двигаться и размножаться путем деления. Например, каждые 20–40 мин. Такие патогенные бактерии представляют наибольшую опасность для развития болезни. Нужно ли изучать фенотип бактерий, например внешний вид, структуру, особенности и прочее? Причем не статический фенотип, а фенотип в динамике, в развитии. В полное описание бактерии должны входить описание генотипа (генетический протокол) и описание фенотипа в процессе жизнедеятельности. Именно второе описание и позволяет делать сканирующая зондовая микроскопия. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ С 1996 года зондовая микроскопия стала важным инструментом для наблюдения бактериальных клеток. Уже тогда в содружестве с Институтом имени Н. Ф. Гамалеи (ФГБУ "НИЦЭМ им. Н.Ф.Гамалеи" Минздрава России) удалось обнаружить различие в родительском штамме бактерий Escherichia coli и трансдуктантном штамме, полученном из родительского путем добавления rfb-a3,4 гена от Shigella flexneri. Следует отметить, что до настоящего времени не создано полноценного протокола анализа и описания изображения бактериальных клеток, полученных с помощью сканирующей зондовой микроскопии. Сканирующая зондовая микроскопия дает широкий инструментарий для изучения бактериальных клеток. В его арсенале: получение трехмерного изображения с нанометровой детализацией, составление карт механических локальных свойств поверхности – жесткости, трения, адгезии, износостойкости, сопротивления к разрушению. Наблюдения с живыми бактериями можно проводить в динамике как на воздухе, так и в жидкости. Подпишитесь на журнал, чтобы прочитать полную версию статьи. https://www.nanoindustry.su/journal/article/9222 Больше познавательной информации на сайте: technosphera.ru #техносфера