Молекулярные механизмы адаптации микроорганизмов к факторам среды

Одной из общих адаптивных реакций микроорганизмов на воздействие неблагоприятных факторов, изменяющих скорость роста или доступность питательных субстратов, является стринджент ответ. Ключевыми ферментами, ответственными за его формирование (стринджент факторами), являются ферментативные белки-гомологи RelA / SpoT (RSH), которые катализируют синтез алармонов (гормонов тревоги) (p)ppGpp (гуанозинтетра / пентафосфат) из гуаниловых нуклеотидов. Персистенция формируется как результат физиологической реакции бактерий на многочисленные стрессы, в том числе воздействие антибиотиков, приводящие в конечном итоге к снижению скорости метаболизма и формированию так называемого дормантного («дремлющего») состояния. Пребывая в таком состоянии, бактериальные клетки (персисторы) не изменяют своих наследственных свойств, но становятся толерантными (невосприимчивыми) к антибиотикам, что является причиной развития затяжных хронических инфекций. Результаты исследования генной экспрессии методом ОТ-ПЦР в реальном времени показывают, что гены hpf, raiA, ettA, rsfS, rmf и yqjD, кодирующие факторы гибернации рибосом, демонстрируют наибольший уровень мРНК в ранней стационарной фазе, когда происходит возрастание частоты персистенции. На транскрипционном уровне максимальная стимуляция экспрессии полиаминами наблюдается при переходе в стационарную фазу (rpoS, stpA, rmf, hpf, raiA, rsfS, sra) и непосредственно в стационарной фазе (hns, yqjD, ettA), когда уровень персистенции достигает максимальных значений. При этом делеционные мутанты ∆relA, ∆relA∆spoT, ∆rpoS, ∆rmf, ∆yqjD демонстрируют значительное снижение уровня персисторов по сравнению с диким типом, что свидетельствует об участии их продуктов в формировании персистенции. Полиамины регулируют персистенцию в стационарной фазе через модуляцию экспрессии изученных факторов стрессорного ответа, что сопровождается снижением чувствительности разных бактериальных видов к действию антибиотиков, относящихся к различным классам. Добавка спермидина оказывает симулирующий эффект на экспрессию генов, кодирующих факторы гибернации рибосом RMF и HPF, которые, функционируя совместно, формируют неактивные 100S димеры рибосом, ответственные за формирование персистенции. Проведен поиск соединений, подавляющих персистенцию. Изучен механизм действия одного из них, синтетического аналога метаболита морских кораллов DMNP. Показано, что его мишенями у микобактерий Mycolicibacterium smegmatis являются алармонсинтетазы, ответственные за образование персисторных клеток. Это соединение в перспективе может быть использовано для создания лекарственных препаратов для подавления персистенции. Исследования, проведенные на периодических культурах Escherichia coli, свидетельствуют о том, что алармон (p)ppGpp играет важную роль в биосинтезе индола, другой ключевой сигнальной молекулы, функционирующей в клетках бактерий и ответственной за формирование персистенции. На основании этих данных сделано предположение о взаимодействии алармонов и индола в механизме формирования персисторного состояния у бактерий. С целью проверки данного предположения и поиска соединений, обладающих способностью ингибировать образование индола и / или алармонов, нами определены показатели МПК и МБК, характеризующие способность 95 имидазольных и хиназолиновых производных индола ингибировать рост на периодических культурах Staphylococcus aureus ATCC 25923, S. aureus ATCC 43300 (MRSA), Candida albicans ATCC 10231, M. smegmatis mc2155 (ATCC 700084), а также их роль в ингибировании образования биопленок S. aureus. Проведен виртуальный анализ библиотеки этих соединений на способность связываться с алармонсинтетазами. Результаты виртуального скрининга показали, что замещенные индолы способны связываться на поверхности (p)ppGpp-синтетаз / гидролаз RelMtb из Mycobacterium tuberculosis и RelSeq из Streptococcus equisimilis и могут служить перспективной основой для разработки ингибиторов ферментов (p)ppGpp-синтетаз. Отбор наиболее перспективных по данному критерию соединений и их предварительная экспериментальная проверка на способность ингибировать процесс персистообразования показали присутствие образцов, обладающих такой активностью, что свидетельствует о целесообразности и перспективности проведения дальнейших исследований по отбору наиболее эффективных ингибиторов персистообразования и установлению молекулярных механизмов их действия. Повышенный уровень внутриклеточного цистеина представляет потенциальную опасность для клеток всех живых организмов вследствие его высокой способности восстанавливать свободное железо и стимулировать реакцию Фентона. Изучены способы поддержания гомеостаза цистеина в клетках E. coli при ингибировании синтеза белка с помощью валина или хлорамфеникола. При выращивании бактерий дикого типа на минимальной среде с сульфатом избыток цистеина, возникающий в результате ингибирования синтеза белка, в основном включается в глутатион (до 90 %), который, следовательно, может рассматриваться как буфер цистеина. Доля сероводорода, являющегося продуктом расщепления цистеина цистеинсинтазой B (CysM), не превышает 1,0 – 3,0 %, остальное приходится на свободный цистеин, экспортируемый из клеток. В результате внутриклеточный свободный цистеин поддерживается на низком уровне (около 0,1 мМ). Отсутствие глутатиона у мутанта gshA увеличивает продукцию H2S и экспорт цистеина и приводит к 3-кратному увеличению уровня внутриклеточного цистеина в ответ на валин и хлорамфеникол. Мутанты relA, подвергшиеся воздействию валина, продуцируют больше H2S, значительно ускоряют экспорт глутатиона и накапливают больше цистеина в цитоплазме, чем их родитель, что указывает на то, что регуляторный нуклеотид (p) ppGpp участвует в поддержании гомеостаза цистеина. Нарушение гомеостаза цистеина у мутантов gshA и relA повышает их чувствительность к пероксидному стрессу. Бактерии E. coli, растущие в аэробных условиях, генерируют постоянный поток супероксида в периплазму вследствие окисления дигидроменахинона в дыхательной цепи и одновременно осуществляют непрерывную трансмембранную циркуляцию глутатиона (GSH). Оба процесса играют важную роль в поддержании редокс-гомеостаза в клетках при изменении условий окружающей среды. Наши исследования показали, что при постепенном снижении концентрации растворенного кислорода в среде (рО2), которое является следствием роста биомассы в периодической культуре, глобальная регуляторная система ArcB / ArcA может вносить значительный вклад в координированный контроль экстраклеточных потоков супероксида и глутатиона и в их взаимодействие с внутриклеточными антиоксидантными системами. Минимальная продукция супероксида наблюдалась у мутантов menA и arcB, кодирующих менахинон и сенсорный белок ArcB, в то время как мутанты по различным субъединицам АТФ-синтетазы atpA, atpC и atpE генерировали супероксид в 1,3 – 1,5 раза быстрее, чем родитель. Доля экспортируемого глутатиона у мутантов atpA, atpC и atpE , а также у мутанта ubiC, дефицитного по убихинону дыхательной цепи, была в 2 – 3 выше, чем у родителя. Наблюдалась высокая прямая корреляция (r = 0.87, p = 0.01) между экстраклеточным супероксидом и GSH. Мутанты menA и arcB, также как и мутант cydD, лишенный экспортной системы глутатиона CydDC, утрачивали способность к экскреции GSH в среду при снижении рО2, что свидетельствует о позитивном контроле экспорта GSH со стороны системы ArcB / ArcA в этих условиях. Напротив, ArcB / ArcA подавляла экспрессию гена sodA, кодирующего цитоплазматическую супероксиддисмутазу MnSOD, вследствие чего наблюдалась высокая обратная корреляция (r = -0,86, p = 0,013) между продукцией супероксида и экспрессией гена sodA. Углубленное понимание физиологической реакции микроорганизмов на антибиотический стресс и механизмов гибели бактерий может стать основой для поиска способов повышения эффективности существующих и создания новых антибиотиков, а также для предотвращения появления устойчивых штаммов микроорганизмов. Изучено влияние мутаций rpoS, tolC, ompF и recA на физиологический ответ и летальность ципрофлоксацина у бактерий E. coli, растущих с разной скоростью на глюкозе, сукцинате или ацетате. Выявлены изменения дыхания, мембранного потенциала, соотношения НАД+ / НАДН, АТФ, глутатиона (GSH), продукции оксидантов и экспрессии антиоксидантных генов. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что степень метаболических нарушений, вызываемых ципрофлоксацином, напрямую зависит от концентрации антибиотика и удельной скорости роста, предшествующей стрессу, а выживаемость обратно пропорциональна скорости роста. Главными факторами, определяющими летальную активность ципрофлоксацина, были скорость его входа в клетку с участием OmpF и репарация поврежденных мишеней с участием SOS-системы. На следующем этапе исследований изучались бактерии Escherichia coli с мутациями в генах ompF и lpcA. Целью исследования являлось изучение раннего ответа бактерий E. coli с дефектами наружной мембраны на действие фторхинолона ципрофлоксацина с использованием комплекса микробиологических и биохимических методов, включая применение электрохимических сенсоров. Изучались изменения скорости роста, дыхания, мембранного потенциала, уровней К+ и глутатиона (GSH), продукции H2S и выживаемости на агаризованной среде. Изменения в этих параметрах коррелировали друг с другом, но не с выживаемостью. Обратимое повышение уровня сульфида в среде, являющееся признаком нарушения гомеостаза внутриклеточного цистеина, наблюдалось при действии 3 мкг/мл ципрофлоксацина у родителя, при 20 мкг/мл у мутанта ompF и полностью отсутствовало у мутанта lpcA. Полученные результаты показывают, что использование электрохимических сенсоров позволяет получить более полные данные о раннем ответе бактерий на действие ципрофлоксацина. Резкий рост числа штаммов патогенных бактерий, проявляющих множественную лекарственную устойчивость, определяет необходимость поиска принципиально новых классов антимикробных соединений и усиления активности «старых» антибиотиков. Целью данной работы было изучение влияния биологически активных соединений и субстанций, полученных из кормовых растений эспарцета песчаного (Onobrýchis arenária), козлятника восточного (Galéga orientális) и левзеи сафлоровидной (Rhaponticum carthamoides), на устойчивость бактерий к антибиотикам с различными молекулярными мишенями. Объектом исследования служили лабораторные и природные (APEC) штаммы Escherichia coli. В ходе выполнения проекта методом ВЭЖХ определен полифенольный состав экстрактов исследуемых растений, изучена их антиоксидантная и прооксидантная активность, а также их влияние на рост, выживаемость и способность к биопленкообразованию у различных штаммов E. coli в отсутствие и в присутствии ципрофлоксацина, ампициллина, цефотаксима, канамицина, стрептомицина и тетрациклина. Показано, что предобработка исследуемыми экстрактами модулировала ответ E. coli на действие антибиотиков. В большинстве случаев у лабораторного штамма BW25113 наблюдалось снижение бактерицидной активности, степень которого зависела от концентрации антибиотика и пары экстракт-антибиотик. В то же время, экстракты ингибировали рост штаммов АРЕС в планктонных культурах, включая антибиотико-устойчивый штамм #45. Была обнаружена способность экстрактов G. orientális и R. carthamoides подавлять образование биопленок у всех изученных штаммов, что имеет практическое значение и может быть использовано для предотвращения колонизации кишечника птиц патогенными бактериями. В комбинации с некоторыми антибиотиками антимикробный эффект экстрактов против штаммов АРЕС усиливался до 60 – 90 раз как в планктоне, так и в биопленках. Это указывает на большой потенциал испытуемых экстрактов как при использовании их в качестве индивидуальных противомикробных средств, так и в качестве адъювантов в сочетании с антибиотиками. Из почв ОАО «Средне–Волжский завод химикатов» г. Чапаевск Самарской области, загрязненной соединениями группы СОЗ, выделены бактериальные ассоциации и индивидуальные штаммы, осуществляющие разложение линдана, ДДТ и ПХБ. Выявлены бактерии-деструкторы родов Ochrobactrum, Achromobacter, Brevundimonas, Bacillus, Rhodococcus. Ассоциации бактерий–деструкторов осуществляли разложение 0,1 г/л линдана за 30 – 180 сут, а промышленных смесей ПХБ (Трихлорбифенил, Совол) – за 8 сут. В результате применения молекулярно–генетических и аналитических методов установлено, что бактериальная ассоциация L4–10 осуществляла разложение не только линдана, но и образующихся токсичных соединений 1,2,4–трихлорбензола, 2,5–дихлорфенола. В модельных почвенных экспериментах показана эффективная деградация линдана и ДДТ под воздействием интродуцированных бактерий–деструкторов. Совместное использование бактерий–деструкторов и растений является перспективным направлением рекультивации загрязненных хлорограническими пестицидами почв. Штаммы Rhodococcus wratislaviensis КТ112–7, Rhodococcus wratislaviensis CH628 и Rhodococcus ruber P25, выделенные ранее из техногеннозагрязненных почв, осуществляют 100,0 %–ную деструкцию Трихлорбифенила за 10 – 14 сут, и разлагают Совол на 96,0 – 98,0 % за 14 сут. Разработан способ разложения химически модифицированных ПХБ (гидрокси– и метокси–ПХБ) с применением иммобилизованных на углеродном инертном носителе марки Карбопон–В–актив клеток штамма R. wratislaviensis KT112–7. Показано, что в режиме суточного культивирования процесс разложения идет быстрее (0,017 г × ч-1 на 1 г сухой биомассы клеток), чем в режиме культивирования в течение четырех суток (0,008 г × ч-1 на 1,0 г сухой биомассы клеток). Штамм R. wratislaviensis CH628 в планктонной культуре разлагает ПХБ 70 (тетрахлорбифенил) со скоростью 90,0 мг ПХБ × сут-1 на 1 г сухой биомассы клеток, а в случае смеси гидрокси–производных ПХБ 70 данный показатель составил 56,0 мг ПХБ × сут-1 на 1,0 г сухой биомассы клеток, при этом субстрат и его метаболиты используется в качестве источника углерода. Впервые изучены особенности строения α–субъединицы бифенил 2,3–диоксигеназы (BphA), ключевого фермента деструкции полихлорбифенилов (ПХБ), штаммов R. ruber P25, R. wratislaviensis CH628 и R. wratislaviensis КТ112–7 на основе моделирования первичной, вторичной и третичной структур белковой молекулы. Установлено, что структура BphA1КТ112–7 имеет наибольший уровень сходства с BphA1 штаммов–деструкторов ПХБ рода Rhodococcus, структура BphA1СН628 – с нафталин диоксигеназой штаммов рода Rhodococcus, а структура BphA1Р25 является уникальной, так как не выявлено белковых молекул с высоким уровнем сходства. Основными интермедиатами ПХБ и ряда СОЗ являются бензойная и хлорбензойные кислоты (БК и ХБК). Штаммы R. ruber P25 и Microbacterium oxydans В51 осуществляют разложение 2ХБК и 4ХБК на 98,9 – 99,2 % в условиях кометаболизма. Штаммы Achromobacter sp. AA и Bacillus sp. DI эффективно разлагают БК в концентрации 1,0 г/л без образования токсичных метаболитов. Основным ферментом, детерминирующим разложение БК аэробными бактериями является бензоат 1,2–диоксигеназа. Амплифицированные фрагменты с ДНК штаммов ассоциаций А1, А4, А5, В1, В2, В3, В4 и В6 формируют единый филогенетический кластер с геном α–субъединицы бензоат диоксигеназы штамма Pseudomonas putida KT2440 (уровень сходства 96,0 – 98,0 %), тогда как амплифицированный фрагмент с ДНК штамма В5–170 ассоциация В5 формирует кластер с геном α–субъединицы бензоат диоксигеназы штамма Pseudomonas sp. VLB120 (уровень сходства 93,0 %). Исследованы закономерности воздействия микробно-растительных симбиозов на деструкцию алифатических и полициклических углеводородов в почве. Проведена оценка влияния массы корней растений, молекулярной массы углеводородов, фитотоксичности углеводородов, а также различных концентраций углеводородов в почве на их деструкцию микробно–растительными ассоциациями. Исследован процесс биодеструкции дизельного топлива (ДТ) штаммом Rhodococcus sp. NDT23 в условиях повышенной солености среды. Установлено наличие у штамма NDT23 гена алкан-1-монооксигеназы (alkB), имеющего наибольшее сходство (99,1 – 100,0%) с alkB-генами родококков, выделенных из почвы и тканей растений. Выявлено положительное влияние NaCl в концентрации 50,0 г/л на биодеструкцию длинноцепочечных (С14 – С20) углеводородов в составе ДТ, обусловленное увеличением гидрофобности клеточной стенки родококков. Применение антибиотиков занимает важное место при лечении бактериальных инфекций людей и поддержания здоровья сельскохозяйственных животных. Однако последствием применения антибактериальных препаратов в течение длительного периода времени является возникновение и распространение резистентных микроорганизмов, в частности, бактерий Escherichia coli. Увеличение доли полирезистентных штаммов Е. coli, в том числе продуцентов бета-лактамаз расширенного спектра (БЛРС), регистрируется во всем мире. Внутривидовая гетерогенность E. coli, как по чувствительности к антибиотикам, так и по спектру генов вирулентности отражает высокую степень генетической пластичности и адаптивности, что опосредовано возможностью горизонтального переноса. Горизонтальный перенос генетической информации является важным молекулярным механизмом, обеспечивающим быструю адаптацию бактерий к меняющимся условиям среды и выживание в клинических и природных биотопах. Цель – собрать коллекции природных/полевых (сельскохозяйственных) и клинических штаммов E. coli, оценить их филогенетическое разнообразие, встречаемость генетических детерминант вирулентности и антибиотикоустойчивости, выявить молекулярные механизмы устойчивости к бета-лактамным антибиотикам и оценить эффективность конъюгативного переноса как основного механизма распространения антибиотикоустойчивости у бактерий. Отдельная задача была посвящена отбору и характеристике бактериоцин-продуцирующих штаммов E. coli, перспективных для разработки пробиотических препаратов. Объекты исследования. Клинические уропатогенные штаммы E. coli (n = 93), выделенные в различных стационарах, природные штаммы APEC (n = 28) и штаммы E. coli (n = 72), выделенные из фекалий здоровых животных на предприятиях животноводства и частных фермерских хозяйствах Пермского края. В качестве модельного объекта конъюгации был выбран уропатогенный штамм E. coli DL82 Ampr, выступающий в роли реципиента (R), в качестве донора (D) плазмидной ДНК использован рекомбинантный штамм E. coli N4i pOX38 GenrCmr. Для формирования смешанной микробной биопленки использовали референс-штаммы Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa и клинический штамм Enterococcus faecalis. Методы исследования: бактериологические, молекулярно-генетические, экспериментальные, статистические. Результаты. Чаще всего, среди нозокомиальных штаммов UPEC в моноварианте или в сочетании с другими генами бета-лактамаз, детектирован ген blaCTX-М-1, в 58,6 % выявлены гены blaTEM и/или blaOXA, фрагмент blaCMY обнаружен только у 10,3 % изолятов, blaSHV в данной выборке отсутствовал. Выявлено, что шанс инфицироваться E. coli, продуцирующими СТХ-М или ОХА ферменты, в ОРИТ существенно выше, чем в хирургии или терапии. В отношении вопроса о межмикробной коммуникации в биопленках показано, что совместный рост E. coli c K. pneumoniae или P. aeruginosa давал преимущество в формировании более массивной биопленки. В присутствии клеток оппортунистических видов бактерий или их метаболитов частота переноса плазмиды pOX38 в клетки UPEC снижалась на один-два порядка, независимо от взаимного положительного или отрицательного влияния ассоциантов друг на друга при формировании биопленки. Полученные данные свидетельствуют о разнохарактерном ответе бактериальных популяций, содержащихся в биопленках при симбиотических или антагонистических взаимоотношениях, возможно, регулируемых аутоиндуктором AI-2. Проведенный скрининг бактериоцин-продуцирующих штаммов E. coli (n = 72), изолированных от здоровых сельскохозяйственных животных, показал, что самыми распространенными были гены микроцина M (58,8 %) и колицина E1 (52,9 %), также часто встречались гены следующих колицинов: E9, Ib, B (23,5 %), Ia (29,4 %), M (35,3 %). Обнаружены штаммы, содержащие одновременно шесть и семь генов разных бактериоцинов. Показано, что суспензии экзометаболитов бактериоцин-продуцирующих штаммов ингибировали рост как чувствительных, так и устойчивых к антибактериальным препаратам патогенных штаммов E. coli, принадлежащих к разным патотипам. Отобраны и депонированы перспективные в биотехнологическом отношении штаммы, выделенные от перепела E. coli Q5 (ВКМ B-3706D) и коровы E. coli C41 (ВКМ B-3707D). Исследования in vitro показали, что оба штамма обладали умеренной адгезивной активностью и проявляли высокую антагонистическую активность в отношении большинства протестированных энтеропатогенов. Кратковременное пероральное введение штаммов защищало крыс от колонизации и патогенного воздействия токсигенного штамма E. coli C55 с продукцией бета-лактамаз и способствовало сохранению гомеостаза кишечника. Данные in vitro и in vivo показывают, что оба штамма безопасны и потенциально могут быть использованы для профилактики колибактериоза сельскохозяйственных животных. Результаты выполненного исследования расширяют представления о механизмах адаптации бактерий в биотопах человека, в частности, в мочевыводящих путях, и животных, а также в окружающей среде в условиях агропромышленных комплексов, и будут способствовать большему пониманию механизмов внутривидового разнообразия E. coli. Для практического применения предложен способ оценки конъюгативного переноса в полимикробных биопленках. Полученные данные в отношении UPEC дополняют представления об ИМВП, вызванных E. coli, и могут служить инструментом в планировании и реализации методов профилактики и контроля нозокомиальных инфекций. Данные о генотипических особенностях субпопуляции E. coli, циркулирующих на животноводческих предприятиях Пермского края, могут быть пригодны для контроля над эпидемической и эпизоотической ситуацией на предприятии и оптимизации регионального мониторинга колибактериоза. Штаммы E. coli Q5 и C41, обладающие антагонистической активностью в отношении патогенных и условно-патогенных микроорганизмов in vitro и защитным действием in vivo, перспективны для получения пробиотического препарата для профилактики бактериальных инфекций сельскохозяйственных животных. Целью исследований раздела 9 отчета о НИР за отчетный период явилось изучение чувствительности бактерий разных систематических групп и их биопленок к новым природным и синтетическим соединениям с потенциальной антимикробной активностью, оценка механизмов действия и корреляции антибактериальных эффектов с уровнем гидрофобности и зарядом поверхности бактерий-мишеней, а также изучение синергидных антибактериальных эффектов лантибиотиков и полимиксинов. А также анализ антибиотикорезистентности нозокомиальных штаммов КНС. Показано различие физико-химических свойств поверхностей клеток бактерий с различными тинкториальными свойствами. Представители грамположительных кислотоустойчивых бактерий обладают наиболее гидрофобной поверхностью, средний уровень гидрофобности выявлен у грамположительных некислотоустойчивых бактерий, кроме представителей рода Listeria, обладающих гидрофильной поверхностью. Все грамотрицательные бактерии, исследованные в работе, обладали гидрофильной клеточной стенкой. В деионизованной среде дзета-потенциал клеток разных бактерий резко отличался, ионизация среды приводила к выравниванию дзета-потенциала поверхностей большинства исследованных бактерий. Грамположительные бактерии рода Staphylococcus с амфифильным типом поверхностей обладали умеренной чувствительностью к лантибиотикам за исключением высокочувствительного штамма S. cohnii ВКМ-3165. Установлено, что в клетках этих бактерий отсутствует положительно заряженный лизилфосфатидилглицерол, придающий бактериям резистентность к катионным соединениям. Бактерии S. cohnii ВКМ-3165 могу быть рекомендованы в качестве тест-штамма для выявления антибактериальной активности катионных соединений и установления механизма антибактериального действия. Хитозан оказывает выраженное антибактериальное действие на коагулазонегативные стафилококки, особенно его низко молекулярная форма с высокой степенью деацетилирования и кватернизаци. Наименьшее значение минимальной ингибирующей концентрации хитозана выявлено для бактерий S. cohnii ВКМ-3165. Высокая чувствительность стафилококков к эфирным маслам была показана для масел бергамота, жасмина и чайного дерева с наибольшим содержанием фенольных соединений. Грамотрицательные бактерии резистентны к действию катионных пептидов варнерина, низина и хоминина, однако их чувствительность к данным лантибиотикам существенно возрастает в присутствии субингибиторных количеств полимиксинов. Низкомолекулярный хитозан также оказывает выраженное ингибирующее действие на грамотрицательные бактерии, наибольший эффект выявлен у хитозана с высокой степенью деацетилирования, однако его кватернизация (введение в молекулу положительных зарядов), существенно снижает эффективность в отношении грамотрицательных бактерий. Гидрофильные грамотрицательные бактерии резистентны к антибактериальному действию эфирных масел. Кислотоустойчивые бактерии M. smegmatis с высоким содержанием миколовых кислот в гидрофобной клеточной стенке отличались высокой чувствительностью к лантибиотикам, низкомолекулярному хитозану с высокой степенью кватернизаци и парам эфирных масел, в атмосфере которых ингибируется развитие как плавающих на поверхности жидкой среды биопленок, так и биопленок на границе раздела твёрдый субстрат / жидкость. Серией экспериментов по проведению популяционного анализа впервые продемонстрирован гетерогенный фенотип КНС в их чувствительности к ванкомицину. Выявленные в настоящей работе резистентные к ванкомицину субпопуляции разных штаммов КНС, позволяют предположить о распространённости феномена гетерорезистентности к антибиотикам. Результаты выполненного исследования расширяют представления о механизмах адаптации бактерий к антимикробным агентам. Для поиска новых катионных антибактериальных соединений может быть рекомендован высокочувствительный тест-штамм S. cohnii ВКМ-3165. Запланированные на 2019–2023 гг. исследования выполнены в полном объеме. За отчетный период опубликовано 242 научные работы, в том числе 2 учебных пособия, 104 статья в изданиях, входящих в международные и российские системы научного цитирования РИНЦ, Web of Science и Scopus; 130 информационных материалов в трудах конференций, а также 6 Патентов на изобретение РФ. За 2023 год опубликовано 57 научные работы, в том числе 2 учебных пособия, 25 статей в изданиях, входящих в международные и российские системы научного цитирования РИНЦ, Web of Science и Scopus; 27 информационных материалов в трудах конференций, а также 3 Патента на изобретение РФ. Основные результаты проведенных исследований доложены и обсуждены на Международных и Всероссийских научных и научно-практических конференциях с международным участием. Защищена 1 диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук, 5 диссертаций на соискание ученой степени кандидата биологических наук, выполнены и успешно защищены 4 выпускные работы аспиранта, 47 бакалаврских работ и 15 магистерских диссертации. Полученные данные используются в лекционных курсах учебных дисциплин “Общая биология и микробиология”, “Генная инженерия”, “Основы биохимии и молекулярной биологии”, “Молекулярная генетика”, “Биохимия микроорганизмов”, читаемых исполнителями НИР для студентов Пермского национального исследовательского политехнического университета; “Экология микроорганизмов”, “Молекулярная биология”, “Микробиология”, “Физиология, биохимия и биоэнергетика микроорганизмов”, “Механизмы адаптации микроорганизмов к стрессу”, читаемых исполнителями НИР для студентов Пермского государственного национального исследовательского университета; “Экология микроорганизмов”, “Системный анализ и основы моделирования экосистем”, “Экологические биотехнологии” для студентов Пермского государственного аграрно-технологического университета. Область применения полученных результатов. Фундаментальная и прикладная микробиология, медицинская микробиология, эпидемиология, сельскохозяйственной микробиология и ветеринария, вузовское и послевузовское образование. Фундаментальные и прикладные исследования биологической активности, а также разработка новых антибактериальных препаратов для целей пищевой промышленности, сельского хозяйства и медицины.