THE MAIN TRENDS IN SCIENTIFIC INVESTIGATIONS OF LABORATORY OF CYTOLOGY OF MICROORGANISMS. RESULTS OF SCIENTIFIC ACHIEVEMENTS OVER THE PAST FIVE YEARS (2015–2019)
Authors: Дуда В.И. 
Published: September 2024

Исследования лаборатории были посвящены решению в основном двух актуальных проблем общей теоретической микробиологии, которые могут быть обозначены, как: биология ультрамикробактерий (УМБ) и природа внутриклеточного полиспорогенеза бактерий. Актуальность этих исследований связана не только с высокой научной значимостью решаемых проблем для фундаментальной микробиологии, но также с новыми перспективами применения УМБ и полиспорогенных прокариот в биотехнологии. Проведенные исследования позволила впервые выделить из различных экстремальных природных биотопов (грунта вечной мерзлоты, нефтешлама, почв, озёрного ила, мхов термальных болот и кожных покровов шпорцевой лягушки Xenopus laevis) 50 штаммов свободноживущих ультрамелких бактерий с объёмом клеток от 0.02 до 1.3 мкм³. Из них 15 изолятов с размерами клеток <0,1 мкм3 и генома от 1,5 до 2,4 Mb были отнесены к категории УМБ, которые принадлежат к различным филогенетическим группам (Alphaproteobacteria, Bacteroidetes, Actinobacteria) и родам (Kaistia, Chryseobacterium, Microbacterium, Leucobacter, Leifsonia и Agrococcus) домена Bacteria и являются свободноживущими мезофилъными гетеротрофными аэробными бактериями. Детально охарактеризованы цитофизиологические особенности УМБ, выделенных с кожных покровов шпорцевой лягушки Xenopus laevis, определяющие эпибионтный способ их существования. Составлена ФОРМУЛА для ультрамикробактерий; она вошла в международную Энциклопедию ”Еnсyclopedia of Life Science”(2020). Исследована природа и факторы, определяющие внутриклеточный полиспорогенез бактерий. Результаты исследований вносят существенный вклад в понимание природы прокариотной клетки, расширяют представления о микробном разнообразии и позволяют разработать принципы использования ультрамикробактерий в биотехнологии.
The investigations of laboratory of microbial cytology were focused on exploring mainly two important issues in general theoretical microbiology like biology of ultramicrobacteria (UMB) and the nature of intracellular polysporogenesis of bacteria. The relevance of these studies is associated not only with the high scientific significance of the problems to be solved for fundamental microbiology, but also with new prospects for the use of UMB and polysporogenous prokaryotes in biotechnology. In this study, for the first time we succeeded in isolating 50 different strains of free-living ultrasmall bacteria with cell volumes between 0.02–1.3 μm3 from various extreme natural biotopes (permafrost soil, oil sludge, soil, lake silt, moss of thermal bogs and the skin of an clawed frog Xenopus laevis). Fifteen isolates with cell sizes (volumes) <0,1 μm³ and with the genome size from 1,5 to 2,4 Mb of these 50 strains are affiliated with UMB belonging to different phylogenetic groups (Alphaproteobacteria, Bacteroidetes, Actinobacteria) and genera (Kaistia, Chryseobacterium, Microbacterium, Leucobacter, Leifsonia, and Agrococcus) of the domain Bacteria. They are free-living mesophilic heterotrophic aerobic bacteria. The cytophysiological features of UMB isolated from the skin of the clawed frog Xenopus laevis, which determine the epibiont mode of their existence, are described in detail. FORMULA for ultramicrobacteria is proposed, now it is in the international “Encyclopedia of Life Science” (2020). The nature and factors determining the intracellular polysporogenesis of bacteria have been investigated. The research results make a signifi cant contribution to understanding the nature of prokaryotic cells, providing insight into the microbial diversity and help to develop techniques to use ultramicrobacteria in biotechnology.