Логин:
Пароль:

Работа №1592
Название работы
Физико-химические и молекулярные основы образования сульфидов меди клетками сульфатредуцирующих бактерий
Автор работы
Карначук Ольга Викторовна
Дата начала работы Дата окончания работы
2010-05-07 2012-11-23
Аннотация
Цель работы: изучение физико-химических процессов образования сульфидов меди сульфатредуцирующими бактериями.Физико-химические процессы, происходящие на поверхности и внутри клетки при образовании сульфидов меди СРБ, до сих пор не изучены. Не ясны механизмы, которые лежат в основе функционирования клеток в качестве сайтов нуклеации при образовании кристаллических сульфидов меди. Для описания этих механизмов нужна разработка новых подходов, основанных на изучении образования сульфидов меди отдельными клетками устойчивыми к высоким концентрациям Cu(II). Потенциальной областью практического использования и применения результатов НИР являются экобиотехнологии получения сульфидов меди с использованием клеток сульфатредуцирующих бактерий. Существует возможность вторичного получения меди из таких осадков. Подобные технологии могут также применяться для очистки металлсодержащих сточных вод и обезвреживания хвостохранилищ предприятий по добыче и переработке медных руд. Результаты изучения физико-химических и молекулярных основ образования сульфидов меди клетками сульфатредуцирующих бактерий будут использованы для дополнения программ по курсам «Экология микроорганизмов», «Биотехнология», «Автотрофные бактерии», «Загрязнение водных экосистем».
Тип НИР Источник финансирования Объем финансирования Вид работы
ФЦП 1006600 Федеральное агентство по образованию Фундаментальная
Промежуточный реферат №1
Объектом исследования являются сульфатредуцирующие бактерии и образованные ими осадки сульфидов металлов. Цель работы – изучение физико-химических основ образования сульфидов меди клетками сульфатредуцирующих прокариот, принадлежащих к различным филумам домена Bacteria, и выяснение систем гомеостаза меди у штаммов устойчивых к Cu(II). При проведении первого этапа НИР получены следующие результаты: Выполнен аналитический обзор современного состояния исследований по проблеме физико-химических и молекулярных механизмов образования сульфидов меди клетками сульфатредуцирующих бактерий. Понимание основ гомеостаза меди и физико-химических механизмов образования сульфидов в клетках этой физиологической группы организмов наряду с теоретическим имеет прикладное значение, связанное с биотехнологиями получения сульфидов металлов. Одним из серьезных недостатков, существующих в настоящее время технологий, является низкая устойчивость организмов, участвующих в осаждениях к ионам металлов, включая медь. На основании современных знаний в области образования биогенных сульфидов меди и механизмов гомеостаза меди, изученных у других Грамотрицательных и Грамположительных бактерий, разработан план проведения исследований физико-химических и молекулярных основ образования сульфидов меди клетками сульфатредуцирующих бактерий. В основу исследования будет положена уникальная коллекция сульфатредуцирующих бактерий, устойчивых к высоким концентрациям ионов Cu(II).
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201056419 Дата регистрации ИК: 2010-09-22
Промежуточный реферат №2
Объектом исследования являются сульфатредуцирующие бактерии и образованные ими осадки сульфидов металлов. Цель работы – изучение физико-химических основ образования сульфидов меди клетками сульфатредуцирующих прокариот, принадлежащих к различным филумам домена Bacteria, и выяснение систем гомеостаза меди у штаммов устойчивых к Cu(II). При проведении второго этапа НИР получены следующие результаты: Были изучены процессы образования сульфидов меди реперными штаммами СРБ. Полученные микрофотографии, спектры EDS и дифрактограммы являются убедительным подтверждением образования кристаллических сульфидов меди чистыми культурами СРБ. Характер сульфидов меди является видоспецифическим и варьирует даже у близкородственных штаммов. Условия культивирования (продолжительность и рН) влияют на химическую форму образующихся сульфидов. Эти факты предполагают, что может быть подобран продуцент и условия культивирования для успешного получения однородных кристаллических сульфидов меди с заданными свойствами. В соответствии с планом, на втором этапе исследований была проведена разработка метода получения микрокристаллов сульфидов меди одной клеткой или микроколонией СРБ на твердых поверхностях. Полученные микрофотографии колоний и кристаллов и их EDS-спектры подтверждают, что предложенный подход является перспективным не только с точки зрения изучения механизмов образования сульфидов меди СРБ, но и для разработки биотехнологий получения наноразмерных кристаллов с использованием бактерий. ОТЧЕТ О ПАТЕНТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ (стр.47-86)
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201057357 Дата регистрации ИК: 2010-11-16
Промежуточный реферат №3
Объектом исследования являются сульфатредуцирующие бактерии и образованные ими осадки сульфидов металлов. Цель работы – изучение физико-химических основ образования сульфидов меди клетками сульфатредуцирующих прокариот, принадлежащих к различным филумам домена Bacteria, и выяснение систем гомеостаза меди у штаммов устойчивых к Cu(II). При проведении третьего этапа НИР получены следующие результаты: На третьем этапе проекта в соответствии с планом исследований сульфидогенные микроорганизмы, относящиеся к различным филогенетическим группам, выращивали в условиях повышенной концентрации меди для получения сульфидов. Культивирование было проведено как в условиях периодической культуры, так и в биореакторе в условиях непрерывной культуры. Были получены продукты ожидаемого размера при проведении ПЦР-амплификации тотальной ДНК сульфидогенов с праймерами известными для генетических детерминант устойчивости к меди у аэробных бактерий. Был секвенирован полный геном Desulfovibrio sp. A2, одного из самых перспективных штаммов с точки зрения создания биотехнологий, методом пиросеквенирования. Наиболее близкий полностью секвенированный и аннотированный геном Desulfovibrio vulgaris “Miyazaki F”. Сходство последовательностей с этим геномом составляеи 99,1 %. Предварительный анализ генома показал присутствие медных АТФаз, а также периплазматической оксидазы. Анализ последовательностей гомеостаза меди в геноме штамма Desulfovibrio sp. A2 будет проведен на пятом этапе исследования.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201160440 Дата регистрации ИК: 2011-08-31
Промежуточный реферат №4
Объектом исследования являются сульфатредуцирующие бактерии и образованные ими осадки сульфидов металлов. Цель работы – изучение физико-химических основ образования сульфидов меди клетками сульфатредуцирующих прокариот, принадлежащих к различным филумам домена Bacteria, и выяснение систем гомеостаза меди у штаммов устойчивых к Cu(II). При проведении четвертого этапа НИР получены следующие результаты: На четвертом этапе проекта в соответствии с планом исследований сульфидогенные микроорганизмы, относящиеся к различным филогенетическим группам, выращивали в условиях периодической культуры с использованием методов культивирования в анаэробных условиях, разработанных для сульфатредуцирующих бактерий (СРБ). Изучение сульфидов меди, образованных клетками реперных штаммов, проводили методами трансмисионной электронной микроскопии, энергодисперсионного анализа, рентгенофазового анализа и дифракционного анализа. Были получены сульфиды меди, образованные штаммами сульфатредуцирующих бактерий и изучен их минералогический и элементный состав. Была показана способность штаммов сульфатредуцирующих бактерий, образовывать кристаллические сульфиды, ковеллит, халькопирит и ярровит. При изучении ультратонких срезов клеток, показано образование электронплотных частиц на поверхности и внутри клеток.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201162253 Дата регистрации ИК: 2011-11-17
Промежуточный реферат №5
Объектом исследования являются полные геномы сульфатредуцирующих бактерий. Цель работы – изучение физико-химических основ образования сульфидов меди клетками сульфатредуцирующих прокариот, принадлежащих к различным филумам домена Bacteria, и выяснение систем гомеостаза меди у штаммов устойчивых к Cu(II). При проведении пятого этапа НИР получены следующие результаты: На пятом этапе проекта в соответствии с планом исследований проанализирован полный геном устойчивого к меди Desulfosporosinus sp. OT. Проведен сравнительный с другими геномами Desulfosporosinus поиск детерминант устойчивости к меди. В геноме обнаружены медные АТРазы Р-типа CopA и частичные эффлюкс-помпы CusBA. Повышенная устойчивость к меди штамма Desulfosporosinus sp. OT может быть связана с присутствием множественных мультикоппероксидаз и полифосфатазы, отсутствующих в других геномах Desulfosporosinus. На шестом этапе исследования будет проведено обобщение полученных геномных данных, физиологических экспериментов и материаловедческого анализа сульфидов меди и выработаны рекомендации по использованию штаммов-продуцентов сульфидов металлов.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201261280 Дата регистрации ИК: 2012-09-11
Заключительный реферат
Объектом исследования являются полные геномы сульфатредуцирующих бактерий. Цель работы – изучение физико-химических основ образования сульфидов меди клетками сульфатредуцирующих прокариот, принадлежащих к различным филумам домена Bacteria, и выяснение систем гомеостаза меди у штаммов устойчивых к Cu(II). На шестом этапе проекта в соответствии с планом исследований было проведено обобщение и анализ полученных в ходе выполнения НИР результатов. Исследование химического и минералогического состава биогенных сульфидов меди современными методами материаловедческого анализа позволило ответить на ряд важных вопросов, касающихся механизмов их образования. Наши результаты продемонстрировали зависимость формирования той или иной кристаллической фазы от филогенетической принадлежности СРП и доказали важную роль клеточной стенки в процессе нуклеации. Секвенирование полных геномов устойчивых изолятов СРП и их сравнение с доступными геномами чувствительных сульфидогенов позволило предположить важную роль периплазматических транспортеров меди (система Cus) и медных оксидаз. Сравнительный анализ показал, что транспортирующие медь АТРазы, вероятно, играют менее важную роль в повышенной устойчивости у СРП. Геномный анализ позволил предположить новые системы транспорта меди у Грам-положительных бактерий. Разработаны рекомендации по созданию штаммов-продуцентов.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201263075 Дата регистрации ИК: 2012-11-27
Заказчик
Федеральное агентство по образованию, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы», Мероприятие 1.2.1 «Проведение научных исследований научными группами под руководством докторов наук», НК -542П «Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлению «Физико-химическая молекулярная и клеточная биология» в рамках мероприятия 1.2.1 Программы», № заявки НК -542П/14, ГК № П336 от 07 мая 2010г.
ГРНТИ УДК Инвентарный номер Госшифр Госконтракт Договор
34.27.19 ( БИОЛОГИЯ. Микробиология. Рост и культивирование микроорганизмов. )
34.27.21 ( БИОЛОГИЯ. Микробиология. Генетика и селекция микроорганизмов. )
62.99.29 ( БИОТЕХНОЛОГИЯ. Другие проблемы биотехнологии. Биогеотехнология. )
579.083.13; 579.25; 606:550.7; 606:661; 530136 НК -542П/14 П336
Ключевые слова
сульфатредуцирующие бактерии, биогеотехнология, сульфиды меди, устойчивость к меди
Предполагаемый результат работы
Отчет
Организации соисполнители
Государственный учет результатов НИОКР в БД РНТД Минобрнауки РФ
Получить полный доступ
Основание к регистрации темы (электронный вариант)
Только для служебного пользования
   
2007 © ОНТИ НУ ТГУ
E-mail: onti@sun.lib.tsu.ru
Тел: 52-76-99