Научная революция в микробиологии и ее значение для практики
https://doi.org/10.32634/0869-8155-2020-341-9-37-42
Аннотация
Накопление знаний в процессе научно-технического развития происходит не линейно, а скачкообразно: периоды относительного застоя сменяются научными революциями. Научная революция — это смена научным сообществом объясняющих парадигм. Еще несколько лет назад установление таксономической принадлежности микроорганизмов путем культивирования и подсчета методами классической микробиологии было сопряжено с рядом непреодолимых трудностей. Сложный состав сред, присутствие в составе питательных сред избытка ингибирующих соединений, необходимость поддержания экстремальных температур, состава газов и давления для культивирования, восприимчивость культуры к воздействию кислорода исключали из поля зрения исследователя некультивируемые микроорганизмы. Появление молекулярно-генетических методов позволило изучать разнообразие микроорганизмов, минуя прежде обязательную стадию культивирования, выделение чистой культуры и сравнение с эталонным образцом. Через призму научных революций и смены научных парадигм выявлены различия между методами классической микробиологии и молекулярно-генетическими методами. Обобщен опыт компании ООО «БИОТРОФ» по применению молекулярно-генетических методов идентификации микроорганизмов в скотоводстве и птицеводстве. На основе использования 16S метагеномики впервые удалось показать, что нарушения состояния здоровья сельскохозяйственных животных и птиц, снижение продуктивности и срока хозяйственного использования во многих случаях связаны с дисбиотическими явлениями в желудочно-кишечном тракте. Так, у выбракованных в связи с лактатным ацидозом коров по сравнению с клинически здоровыми животными наблюдалось угнетение роста бактерий, синтезирующих целлюлазы, и микроорганизмов порядка Selenomonadales, способных ферментировать молочную кислоту до летучих жирных кислот. На основе расчета корреляций Пирсона было показано, что увеличение содержания в кишечнике сельскохозяйственных птиц лактобактерий семейства Lactobacillaceae имело связь с ростом мясной продуктивности, а возрастание стафилококков — со снижением.
Об авторах
Д. Г. Тюрина
ООО «БИОТРОФ»
Россия
Россия
к. экон. н., заместитель директора
Российская Федерация, г. С.-Петербург, г. Колпино, Ижорский Завод, д. 45, лит. ДВ
Г. Ю. Лаптев
ООО «БИОТРОФ»
Россия
Россия
д.б.н., директор
Российская Федерация, г. С.-Петербург, г. Колпино, Ижорский Завод, д. 45, лит. ДВ
Н. И. Новикова
ООО «БИОТРОФ»
Россия
Россия
к.б.н., заместитель директора
Российская Федерация, г. С.-Петербург, г. Колпино, Ижорский Завод, д. 45, лит. ДВ
Е. А. Йылдырым
ООО «БИОТРОФ»
Россия
Россия
д.б.н. биотехнолог молекулярно-генетической лаборатории
Российская Федерация, г. С.-Петербург, г. Колпино, Ижорский Завод, д. 45, лит. ДВ
Л. А. Ильина
ООО «БИОТРОФ»
Россия
Россия
к.б.н., начальник молекулярно-генетической лаборатории
Российская Федерация, г. С.-Петербург, г. Колпино, Ижорский Завод, д. 45, лит. ДВ
Н. В. Тарлавин
ООО «БИОТРОФ»
Россия
Россия
биотехнолог молекулярно-генетической лаборатории
Российская Федерация, г. С.-Петербург, г. Колпино, Ижорский Завод, д. 45, лит. ДВ
Список литературы
1. Заварзин Г. А. Составляет ли эволюция смысл биологии? Вестник Российской Академии Наук, 2006, 76(6): 522–533
2. Киященко Л. П. Этос постнеклассической науки (к постановке проблемы) — Философия науки, 2005, т. 11, № 1, с. 29–53
3. Малахов В. В. Революция в зоологии: новые представления о системе и филогении многоклеточных животных — Вестник РАН, 2013, т. 83, № 3. с. 210–215
4. Ю. Одум. Основы экологии — М., Мир, 1975, с. 613
5. Определитель бактерий Берджи. В 2-х т. Т. 1: Пер. с англ./Под ред. Дж.Хоулта, Н.Крига, П.Снита, Дж.Стейли, С.Уильямса — М., Мир, 1997, с.10–11
6. Соколенко А.В. Морфология, ультраструктура, метаболизм некультивируемых форм холерных вибрионов. Автореф... канд. биол. наук. 2000. Ростов-на-Дону. — 21 с.
7. Степин В.С. Научное познание и ценности техногенной цивилизации — Вопросы философии, 1989, №10, с. 3–18
8. Степин В.С. Философия науки. Общие проблемы. М.: Гардарики, 2006 — с. 267–27
9. Butkevich N.V., Butkevich aVS Multiplication of sea bacteria depending on the composition of the medium and on temperature. Microbiology (Moscow). — 1936. — V.5 — P. 322–342.
10. Ekweozor C.C., Nwoguh C.E., Barer M.R. Transient increases in colony counts observed in declining populations of Campylobacter jejuni held at low temperature // FEMS Microbiol. Lett. — 1998. — V. 158 (2). — P. 267–72.
11. Alexander E., Pham D., Steck T.R. The viable- butnonculturable condition is induced by copper in Agrobacterium tumefaciens and Rhizobium leguminosarum // Appl. Environ. Microbiol. — 1999. — V. 65(8). — P. 3754–3756
12. Achtman M, Wagner M. 2008. Microbial diversity and the genetic nature of microbial species. Nat. Rev. Microbiol. 6: 431–440
13. Bik EM, et al. 2010. Bacterial diversity in the oral cavity of 10 healthy individuals. ISME J. 4: 962–974
14. Bomar L, Maltz M, Colston S, Graf J. 2011. Directed culturing of microorganisms using metatranscriptomics. mBio 2(2): e00012–11 doi:10.1128/mBio.00012–11
15. Dinis JM, et al. 2011. In search of an uncultured humanassociated TM7 bacterium in the environment. PLoS One 6: e21280 doi:10.1371/journal.pone.0021280
16. Hardoim CCP, et al. 2009. Diversity of bacteria in the marine sponge Aplysina fulva in Brazilian coastal waters. Appl. Environ. Microbiol. 75: 3331–3343
17. Hugenholtz P, Tyson GW, Webb RI, Wagner AM, Blackall LL. 2001. Investigation of candidate division TM7, a recently recognized major lineage of the domain bacteria with no known pure-culture representatives. Appl. Environ. Microbiol. 67: 411–419
18. Goodman AL, et al. 2011. Extensive personal human gut microbiota culture collections characterized and manipulated in gnotobiotic mice. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 108: 6252–6257
19. Davis DJ. 1921. The accessory factors in bacterial growth. IV. The “satellite” or symbiosis phenomenon of Pfeiffer's Bacillus (B. influenzae). J. Infect. Dis. 29: 178–186
20. D'Onofrio A, et al. 2010. Siderophores from neighboring organisms promote the growth of uncultured bacteria. Chem. Biol. 17: 254–264
21. Keller M, Zengler K. 2004. Tapping into microbial diversity. Nat. Rev. Microbiol. 2: 141–150
22. Rappe MS, Giovannoni SJ. 2003. The uncultured microbial majority. Annu. Rev. Microbiol. 57: 369–394
23. Rheims H, Rainey FA, Stackebrandt E. 1996. A molecular approach to search for diversity among bacteria in the environment. J. Ind. Microbiol. 17: 159–169
24. Rosello-Mora R., Amman R. The species concept for prokaryotes. FEMS Microbiology Reviews, Volume 25, Issue 1, January 2001, p. 39–67.
25. Sejrsen K., Hvelplund T., Nielsen M.O. Ruminant physiology. Digestion, metabolism and impact of nutrition on gene expression, immunology and stress. Wageningen Academic Publishers, 2008, p.22
26. Vartoukian SR, Palmer RM, Wade WG. 2010. Cultivation of a Synergistetes strain representing a previously uncultivated lineage. Environ. Microbiol. 12: 916–928
27. Woese CR. 1987. Bacterial evolution. Microbiol. Rev. 51: 221–271
28. Stiverson J, Morrison M, Yu Z. Populations of select cultured and uncultured bacteria in the rumen of sheep and the effect of diets and ruminal fractions. Int J Microbiol. 2011;2011:750613. doi:10.1155/2011/750613
29. Rhoads Daniel D., . Wolcott Randall D, Yan Sun, Scot E. Dowd. Comparison of Culture and Molecular Identification of Bacteria in Chronic Wounds // Int. J. Mol. Sci. 2012, 13, 2535–2550; doi:10.3390/ijms13032535
30. Mackie R.I., White B.A. Recent advances in rumen microbial ecology and metabolism: potential impact on nutrient output // J Dairy Sci. -1990. — V. 73(10). — P. 2971–95.
Рецензия
Для цитирования:
Тюрина Д.Г., Лаптев Г.Ю., Новикова Н.И., Йылдырым Е.А., Ильина Л.А., Тарлавин Н.В. Научная революция в микробиологии и ее значение для практики. Аграрная наука. 2020;(9):37-42. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2020-341-9-37-42
For citation:
Tyurina D.G., Laptev G.Yu., Novikova N.I., Yildirim E.A., Ilyina L.A., Tarlavin N.V. The scientific revolution in microbiology and its importance for practice. Agrarian science. 2020;(9):37-42. (In Russ.) https://doi.org/10.32634/0869-8155-2020-341-9-37-42
Просмотров:
685
Послать статью по эл. почте 