Влияние органических растворителей на экспрессию генов адаптации к стрессу в клетках Escherichia coli

ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

2018 БИОЛОГИЯ Вып. 3

УДК 579.22

А. В. Ахова, А. Г. Ткаченко

Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН - филиал ФГБУН ПФИЦ УрО РАН, Пермь, Россия

ВЛИЯНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ НА ЭКСПРЕССИЮ ГЕНОВ АДАПТАЦИИ К СТРЕССУ В КЛЕТКАХ ESCHERICHIA COLI

С использованием генных слияний на основе репортерного гена lacZ изучено влияние метанола и диметилсульфоксида на экспрессию генов, участвующих в адаптации E. coli к различным неблагоприятным внешним воздействиям. Установлено, что добавка 5%-ного диметилсульфоксида вызывает увеличение уровня экспрессии генов sodA, fpr, rmf, cadA и снижение уровня экспрессии генов mar, ompF, rpoS, ldcC и не оказывает влияния на экспрессию soxS, micF, nfo, oxyR и katG. Из числа вышеназванных генов при добавке 5%-ного метанола наблюдалось увеличение экспрессии soxS, sodA, fpr, katG, rmf и снижение экспрессии ldcC, mar, ompF. Повышение уровня экспрессии генов антиоксидантной защиты (soxS, sodA, fpr, katG) на первых этапах воздействия растворителей может свидетельствовать о развитии окислительного стресса в бактериальных клетках. Двукратное снижение экспрессии генов, кодирующих транскрипционные регуляторы, под контролем которых находятся общие адаптивные ответы на стресс (rpoS) и действие антибиотиков (mar), в присутствии диметилсульфоксида может рассматриваться как одна из причин антибактериального действия данного соединения.

Ключевые слова: экспрессия генов; окислительный стресс; lacZ; ДМСО; лизиндекарбоксилаза. A. V. Akhova, A. G. Tkachenko

Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms of PFRC of the Ural Branch of the RAS, Perm, Russian Federation

EFFECT OF ORGANIC SOLVENTS ON THE EXPRESSION OF STRESS RESPONSE GENES IN ESCHERICHIA COLI

Effect of methanol and dimethyl sulfoxide on the expression of E. coli genes involved in responses to various adverse conditions was studied using lacZ gene fusions. It was found that 5% dimethyl sulfoxide increases the expression of sodA, fpr, rmf, and cadA, decreases the expression of mar, ompF, rpoS, and ldcC and does not affect the expression of soxS, micF, nfo, oxyR, and katG. Of the above genes, an increase in the expression of soxS, sodA, fpr, katG, and rmf and a decrease in the expression of ldcC, mar, and ompF were observed with the addition of 5% methanol. The elevated levels of antioxidant genes' expression (soxS, sodA, fpr, and katG) during the first stages of exposure to solvents may indicate the formation of oxidative stress in bacterial cells. The 2-fold reduction in the expression of genes encoding tran-scriptional regulators, which control general stress response (rpoS) and multiple antibiotic resistance (mar), in the presence of dimethyl sulfoxide may be regarded as one of the reasons of its antibacterial activity.

Key words: gene expression; oxidative stress; lacZ; DMSO; lysine decarboxylase.

С начала 60-х гг. ХХ в. для изучения экспрессии генов, как и для решения других исследовательских задач, применяют технологию генных слияний ^Шауу, Beckwith, 1985]. Генные конструкции, позволяющие оценить уровень экспрессии, представляют собой гибридные гены, состоящие из регуляторной области исследуемого гена, под контроль которой помешается структурная часть ре-портерного гена, кодирующего белок, количество которого в клетке легко измерить. Считается, что уровень экспрессии исследуемого гена прямо про-

порционален количеству (активности) репортерного белка. Одним из часто используемых для создания генных слияний репортеров является lacZ, кодирующий ß-галактозидазу E. coli, которая катализирует гидролиз ß-галактозидов. История использования lacZ в качестве репортера начинается с 1970-х гг. [Silhavy, Beckwith, 1985], и на данный момент для измерения активности ß-галактозидазы доступны разнообразные субстраты, в том числе о-нитрофенил ß-D-галактопиранозид (колориметрическая детекция), />-аминофенил ß-D-

© Ахова А. В., Ткаченко А. Г., 2018

галактопиранозид (электрохимический анализ) или соединения на основе 1,2-диоксетана (хемилюми-несцентный анализ) [Yagi, 2007].

Генные слияния на основе репортерного гена lacZ и промоторной области генов, кодирующих адаптивные белки, нашли применение в исследовании физиологического ответа бактериальных клеток на воздействие различных стрессовых факторов. В частности, при исследовании ответа E. coli на окислительный стресс используют гены, входящие в SoxRS-регулон и OxyR-регулон [Gonzalez-Flecha, Demple, 1997; Hidalgo et al., 1998; Martin et al., 2000]. Для оценки общего стрессового ответа применяют конструкции на основе гена rpoS, который кодирует сигма S-субъединицу РНК-полимеразы - основной транскрипционный регулятор в стрессовых условиях [Lange, Hengge-Aronis, 1994]. Повреждение ДНК регистрируют с помощью изменения экспрессии генов SOS-системы репарации ДНК, в частности, индукции recA::lacZ [Kim, Oh, 2000].

Микроорганизмы, несущие репортерные конструкции на основе lacZ, используют для создания биосенсоров и тест-систем. Такие биосенсоры применяют для детекции различных соединений в окружающей среде, например меди, ртути, солей мышьяка и сурьмы [Lehmann et al., 2000; Biran et al., 2003; Stocker et al., 2003; Ng et al., 2012]. Мик-

роорганизмы, несущие генные слияния на основе генов SOS-системы репарации ДНК, нашли применение в изучении генотоксичности веществ [Quillardet, Huisman, 1982; Biran et al., 2010]. Тест-системы на основе генно-модифицированных микроорганизмов используют для высокопродуктивного скрининга при поиске веществ, обладающих определенными свойствами, в том числе при разработке лекарственных препаратов [Park et al., 2010; Seyedsayamdost, 2014; van Rensburg et al., 2015].

В данной работе c использованием технологии репортерных генных слияний исследовано влияние растворителей на экспрессию генов, участвующих в адаптации E. coli к различным неблагоприятным внешним воздействиям. Полученные результаты интересны с точки зрения изучения физиологического ответа E. coli на действие растворителей, а также могут быть полезны при выборе конкретного растворителя при исследовании свойств гидрофобных веществ с использованием репортерных конструкций на основе lacZ.

Объекты и методы исследования

Использованные в данной работе штаммы Escherichia coli с указанием их генотипических свойств перечислены в табл. 1.

Таблица 1

Штаммы E. coli, использованные в работе

Штамм Генотип Источник

E. coli

EH40 GC4468 (soxS::lacZ) B. Demple [Hidalgo et al., 1998]

N9086 GC4468 (sodA::lacZ) R. Martin [Martin et al., 2000]

N9210 GC4468 (fpr::lacZ) R. Martin [Martin et al., 2000]

N9212 GC4468 (micF::lacZ) R. Martin [Martin et al., 2000]

N9213 GC4468 (nfo::lacZ) R. Martin [Martin et al., 2000]

SHT45 GC4468 (cadA::lacZ) Лабораторная коллекция

BGF940 MC4100 (oxyR::lacZ) B. Demple [Gonzalez-Flecha, Demple, 1997]

BGF931 RK4936 (katG::lacZ) B. Demple [Gonzalez-Flecha, Demple, 1997]

RO91 MC4100 (rpoS742'::lacZ [hybr]) R. Hengge [Lange, Hengge-Aronis, 1994]

SHT36 GC4468 (ldcC::lacZ) Лабораторная коллекция [Шумков и др., 2010]

N8795 GC4468 (mar::lacZ) R. Martin [Martin et al., 2000]

KE 6 BW25141 (rmf::lacZ) Лабораторная коллекция

MH513 MC4100 (ompF::lacZ) T. Silhavy [Hall, Silhavy, 1981]

Клетки E. coli, сохраняемые на скошенном агаре Luria-Bertani (LB), переносили в 5 мл LB бульона и культивировали 14-16 ч. при 37°С без перемешивания. Затем бактериальные клетки переносили на 5 мл свежего LB бульона в соотношении 1:11 и культивировали 1 ч. в описанных выше условиях. Полученную бактериальную культуру переносили в лунки 96-луночных микропланшетов и добавляли метанол/диметилсульфоксид/LB бульон в конечной концентрации 5% по объему (общий

объем в лунке составлял 200 мкл). Дальнейшее культивирование проводили при 37°С без перемешивания. Отбор проб для определения оптической плотности культуры и активности р-галактозидазы осуществляли через 1, 2 и 4 ч. после начала воздействия растворителя.

Оптическую плотность культуры (А600) измеряли с использованием мультимодального планшетного ридера (Тесап, Швейцария).

Активность р-галактозидазы измеряли в клет-

ках, предварительно обработанных смесью доде-цилсульфата натрия и хлороформа, методом Миллера [Miller, 1992].

Статистическую обработку результатов исследования проводили с использованием пакета программ Statistica 5.0 (StatSoft Inc., 2001). В таблицах приведены данные отдельных однотипных экспериментов (не менее трех), представленные в формате среднее ± среднее квадратичное отклонение. Оценка статистической значимости различий средних произведена с использованием t-критерия Стьюдента. Различия считали значимыми при р<0.05.

Результаты и их обсуждение

Исследовано влияние растворителей на экспрессию генов общего стрессового ответа и адаптации к стационарной фазе роста (rpoS, rmf), регуляции проницаемости клеточной стенки (micF, ompF), множественной антибиотикоустойчивости (mar), адаптивного ответа E. coli на пероксидный

окислительный стресс (katG, oxyR) и окислительный стресс, вызванный действием редокс-циклирующих агентов (soxS, sodA, fpr, nfo). Кроме того, изучено изменение экспрессии генов, кодирующих ферменты синтеза кадаверина - лизинде-карбоксилазы (cadA, ldcC) (табл. 2). Метанол и диметилсульфоксид (ДМСО) обладают антибактериальным действием, поэтому в качестве рабочей концентрации растворителя была выбрана его максимальная концентрация, не вызывающая гибель бактериальных клеток (5% по объему). Жизнеспособность бактериальных клеток оценивали по количеству колониеобразующих единиц при высевах на твердую питательную среду. Добавка растворителя в данной концентрации приводила к снижению скорости роста некоторых штаммов E. coli. Замедление скорости роста в присутствии ДМСО составляло не более 20%, а метанола - не более 30%, по сравнению с контрольной культурой (табл. 2).

Таблица 2

Влияние растворителей на экспрессию генов и оптическую плотность E. coli

Штамм E. coli (ген) Активность бета-галакт единицы Милле озидазы, за А600

Контроль ДМСО, 5% Метанол, 5% Контроль ДМСО, 5% Метанол, 5%

EH40 (soxS) 115.3±15.5 117.5±25.3 159.5±26.7 0.129±0.008 0.110±0.001 0.117±0.005

N9086 (sodA) 434.0±73.8 558.1±43.8 872.6±32.5 0.143±0.009 0.120±0.006 0.118±0.007

N9210 (fpr) 160.5±4.9 183.0±13.0 184.9±17.5 0.139±0.015 0.119±0.010 0.119±0.004

N9212 (micF) 61.1±10.3 70.5±12.3 70.2±7.5 0.139±0.014 0.116±0.011 0.118±0.003

N9213 (nfo) 408.5±62.2 391.4±68.1 419.5±59.9 0.133±0.015 0.113±0.012 0.114±0.001

SHT45 (cadA) 78.5±11.7 81.6±9.5 79.9±4.8 0.123±0.014 0.111±0.013 0.116±0.007

BGF940 (oxyR) 120.3±25.9 108.4±3.5 103.6±11.1 0.126±0.011 0.112±0.008 0.117±0.002

BGF931 (katG) 108.6±5.3 115.8±9.5 144.0±17.0 0.151±0.015 0.ПШ.009 0.130±0.011

RO91 (rpoS) 85.7±8.1 88.2±9.9 89.0±6.8 0.142±0.022 0.123±0.013 0.122±0.001

SHT36 (ldcC) 97.0±4.3 90.4±14.9 100.2±7.5 0.137±0.020 0.136±0.012 0.125±0.004

N8795 (mar) 1052.4±137.0 606.6±135.7 767.2±169.4 0.133±0.016 0.115±0.008 0.116±0.004

KE 6 (rmf) 729.8±6.8 910.8±13.0 860.3±13.8 0.143±0.001 0.126±0.001 0.137±0.001

MH513 (ompF) 546.5±29.8 547.1±14.6 474.8±38.7 0.169±0.004 0.147±0.002 0.153±0.005

EH40 (soxS) 136.1±31.2 131.8±25.4 168.8±31.9 0.161±0.030 0.149±0.013 0.148±0.019

N9086 (sodA) 532.3±108.7 556.4±110.6 573.2±103.0 0.206±0.014 0.175±0.006 0.185±0.005

N9210 (fpr) 248.6±38.7 265.7±26.2 252.4±27.6 0.212±0.009 0.176±0.006 0.176±0.013

N9212 (micF) 51.3±5.2 48.5±8.3 52.8±6.6 0.207±0.008 0.168±0.009 0.171±0.004

N9213 (nfo) 440.7±69.6 397.5±59.0 394.5±60.7 0.203±0.013 0.172±0.014 0.166±0.003

SHT45 (cadA) 219.5±45.3 265.8±17.9 181.2±9.4 0.178±0.016 0.157±0.017 0.160±0.007

BGF940 (oxyR) 125.9±19.4 108.6±13.5 102.0±7.6 0.179±0.001 0.155±0.005 0.165±0.012

BGF931 (katG) 106.3±13.4 125.6±37.8 158.9±61.5 0.201±0.010 0.178±0.008 0.174±0.003

RO91 (rpoS) 319.0±77.0 122.6±26.9 267.3±61.5 0.220±0.023 0.185±0.018 0.190±0.014

SHT36 (ldcC) 194.2±50.3 143.0±16.8 140.9±6.6 0.206±0.014 0.174±0.009 0.172±0.003

N8795 (mar) 798.6±197.8 398.8±38.4 556.8±28.8 0.205±0.014 0.17Ш.0П 0.165±0.001

KE 6 (rmf) 2505.2±33.9 3101.7±49.7 3098.4±37.7 0.209±0.006 0.182±0.006 0.177±0.001

MH513 (ompF) 869.3±53.6 670.2±12.5 637.5±85.2 0.224±0.006 0.200±0.002 0.197±0.003

Окончание табл. 2

Штамм E. coli (ген) Активность бета-галактозидазы, единицы Миллера А600

Контроль ДМСО, 5% | Метанол, 5% Контроль ДМСО, 5% Метанол, 5%

EH40 (soxS) 109.9±8.0 85.5±10.4 111.1±6.3 0.214±0.053 0.227±0.051 0.180±0.023

N9086 (sodA) 299.9±48.9 301.7±74.4 255.0±26.8 0.294±0.014 0.287±0.015 0.231±0.032

N9210 (fpr) 166.5±25.4 197.3±50.8 184.8±14.4 0.296±0.028 0.264±0.037 0.218±0.022

N9212 (micF) 30.3±8.2 28.5±1.5 30.5±6.9 0.289±0.017 0.255±0.018 0.220±0.022

N9213 (nfo) 283.8±59.2 255.9±63.5 284.7±7.0 0.301±0.024 0.269±0.029 0.211±0.017

SHT45 (cadA) 106.9±16.6 194.6±47.8 153.0±36.9 0.276±0.018 0.239±0.020 0.198±0.024

BGF940 (oxyR) 79.1±12.2 69.8±14.0 86.6±26.3 0.235±0.032 0.213±0.027 0.198±0.054

BGF931 (katG) 62.3±9.6 57.8±10.2 75.2±15.4 0.288±0.025 0.280±0.053 0.194±0.028

RO91 (rpoS) 213.6±30.6 125.3±12.7 220.4±16.7 0.318±0.016 0.278±0.015 0.268±0.006

SHT36 (ldcC) 140.9±17.4 101.4±29.1 111.4±15.5 0.279±0.026 0.249±0.049 0.184±0.031

N8795 (mar) 446.4±49.6 215.8±42.7 381.9±9.04 0.282±0.023 0.241±0.040 0.208±0.029

KE 6 (rmf) 4277.0±157.5 8130.6±314.3 6166.3±300.5 0.268±0.009 0.230±0.002 0.222±0.014

MH513(ompF) 980.3±118.7 860.8±27.3 617.3±18.5 0.301±0.010 0.299±0.002 0.280±0.034

Значения, статистически значимо отличающиеся от контрольных значений, выделены полужирным курсивом..

В присутствии ДМСО наблюдалось увеличение экспрессии генов sodA, fpr, rmf, cadA и снижение экспрессии генов mar, rpoS, ompF, ldcC. Повышение уровня экспрессии антиоксидантных генов на начальных этапах воздействия растворителя (1 ч.) и изменение экспрессии генов синтеза кадаверина на завершающем этапе наблюдения при переходе культуры в стационарную фазу роста (4 ч.) имело временный характер. В свою очередь, стимулирующий эффект растворителя на ген rmf, так же как и его ингибирующее действие на mar и rpoS отмечались на протяжении всего времени наблюдения. Изменение уровня экспрессии этих трех генов было в среднем двукратным.

На первых этапах воздействия метанола, так же как и в случае добавки ДМСО, наблюдалась активация генов антиоксидантной защиты (soxS, sodA, fpr, katG). Метанол вызывал увеличение экспрессии более широкого спектра антиоксидантых генов, при этом его стимулирующий эффект был выше в сравнении с ДМСО. Например, экспрессия гена sodA , кодирующего супероксиддисмутазу, нейтрализующую супероксидные радикалы, увеличивалась на 29% при добавке ДМСО и в 2 раза в условиях воздействия метанола. Активация экспрессии гена katG, кодирующего каталазу, нейтрализующую перекись водорода, наблюдалась только в клетках, подвергнутых действию метанола. Аналогично ДМСО, добавка метанола приводила к увеличению экспрессии rmf в бактериальных клетках. Ингибирующее действие метанола наблюдалось лишь при переходе бактериальной культуры в стационарную фазу роста и было направлено на экспрессию генов ldcC, mar и ompF. Под действием метанола уровень экспрессии вышеуказанных генов снижался по сравнению с контролем на 21, 14 и 37%, соответственно.

Изменение профиля экспрессии генов E. coli свидетельствует об активации адаптивного ответа на окислительный стресс на начальном этапе воздействия исследованных растворителей, в особенности метанола. Исходя из этого, можно предположить, что добавка ДМСО и метанола провоцирует увеличение количества активных форм кислорода и формирование окислительного стресса в бактериальных клетках.

Снижение экспрессии гена ompF, кодирующего белок, формирующий во внешней мембране пори-новый канал с высокой пропускной способностью, можно рассматривать как адаптивный ответ, направленный на ограничение проницаемости клеточной оболочки для токсических соединений. Увеличение экспрессии гена cadA почти в 2 раза в ответ на добавку ДМСО также может быть направлено на снижение проницаемости клеточной оболочки, поскольку кодируемая этим геном ли-зиндекарбоксилаза катализирует синтез кадаверина, для которого описан эффект ограничения транспорта веществ за счет связывания в просвете поринового канала [Samartzidou et al., 2003]. Снижение в присутствии ДМСО экспрессии гена ldcC, кодирующего вторую лизиндекарбоксилазу, наиболее вероятно, связано со снижением экспрессии гена rpoS, продукт которого является основным транскрипционным активатором ldcC [Kikuchi et al., 1997].

Выраженное ингибирующее действие ДМСО в отношении экспрессии транскрипционных регуляторов rpoS и mar может рассматриваться как одна из причин антибактериального действия данного соединения. RpoS является транскрипционным регулятором общего стрессового ответа, под контролем которого находится более 100 генов, позволяющих E. coli адаптироваться к условиям кислот-

ного, осмотического, температурного и окислительного стрессов, воздействию антибиотиков и УФ-излучения [Lange, Hengge-Aronis, 1994].

Транскрипционный регулятор MarA контролирует экспрессию генов, кодирующих системы множественного лекарственного выброса, антиок-сидантные ферменты и регуляторы поринового транспорта [Martin et al., 2000]. Можно предположить, что угнетение экспрессии столь важных регуляторов значительно снижает адаптивные возможности бактериальных клеток и их способность выживать в неблагоприятных условиях. В связи с этим не исключено усиление антибактериальной активности соединений, растворенных в ДМСО.

Ген rmf кодирует белок, который, связываясь с рибосомой, ингибирует процесс трансляции, что является адаптивным механизмом при замедлении скорости роста бактериальной культуры и при переходе в стационарную фазу [Yamagishi et al., 1993]. Экспрессия данного гена обратно пропорциональна скорости роста, поэтому наблюдаемое 20%-ное увеличение уровня экспрессии rmf в экспоненциальной фазе роста может быть связано с небольшим ингибированием роста культуры под действием растворителей. В стационарной фазе роста уровень экспрессии rmf повышается на 40% в ответ на добавку метанола, и увеличивается почти в 2 раза в присутствии ДМСО, в то время как рост бактериальной культуры при добавке растворителей замедляется примерно одинаково, на 17 и 14%, соответственно. Поэтому можно предположить наличие особых механизмов регуляции экспрессии rmf в ответ на действие ДМСО.

Таким образом, метанол и ДМСО вызывают изменение экспрессии некоторых генов E. coli, что стоит учитывать при выборе их в качестве растворителя при изучении биологической активности соединений. Добавка метанола и, в меньшей степени, ДМСО приводит к кратковременной активации генов антиоксидантной защиты, что может свидетельствовать о развитии окислительного стресса в клетках E. coli на первых этапах воздействия растворителей. ДМСО, в свою очередь, вызывает почти двукратное снижение уровня экспрессии генов rpoS и mar, кодирующих транскрипционные регуляторы, под контролем которых находятся общие адаптивные ответы на стресс и действие антибиотиков.

Работа выполнена в рамках государственного задания, номер госрегистрации темы: 01201353249.

Библиографический список

Шумков М.С. и др. Изменение экспрессии ldcC

Escherichia coli как фактор адаптации к антибиотикам // Вестник Пермского университета.

Сер. Биология. 2010. Вып. 1. С. 36-40.

Biran A. et al. Bacterial genotoxicity bioreporters // Microbial Biotechnology. 2010. Vol. 3, № 4. P. 412-427.

Biran I. et al. Optical imaging fiber-based live bacterial cell array biosensor // Analytical Biochemistry. 2003. Vol. 315, № 1. P. 106-113.

González-Flecha B.,Demple B. Transcriptional regulation of the Escherichia coli oxyR gene as a function of cell growth // Journal of bacteriology. 1997. Vol. 179, № 19. P. 6181-6.

Hidalgo E., Leautaud V., Demple B. The redox-regulated SoxR protein acts from a single DNA site as a repressor and an allosteric activator // EMBO Journal. 1998. Vol. 17, № 9. P. 26292636.

Kikuchi Y. et al. RpoS-dependent expression of the second lysine decarboxylase gene in Escherichia coli // Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 1997. Vol. 62, № 6. P. 1267-1270.

Kim I., Oh T. SOS induction of recA by UV-, y-irradiation and mitomicin C is mediated by poly-amines in Escherichia coli K-12 // Toxicology Letters. 2000. Vol. 116. P. 143-149.

Lange R., Hengge-Aronis R. The cellular concentration of the sigma S subunit of RNA polymerase in Escherichia coli is controlled at the levels of transcription, translation, and protein stability // Genes & Development. 1994. Vol. 8, № 13. P. 1600-1612.

Lehmann M. et al. Amperometric measurement of copper ions with a deputy substrate using a novel Saccharomyces cerevisiae sensor // Biosensor and Bioelectronics. 2000. Vol. 15, № 3-4. P. 211-219.

Martin R., Gillette W., Rosner J. Promoter discrimination by the related transcriptional activators MarA and SoxS: differential regulation by differential binding // Molecular Microbiology. 2000. Vol. 35, № 3. P. 623-634.

Miller J.H. Experiments in molecular genetics. N.Y.: Cold Spring Harbor Laboratory, 1992. 466 p.

Ng S., Palombo E., Bhave M. Identification of a copper-responsive promoter and development of a copper biosensor in the soil bacterium Achromobacter sp. AO22 // World Journal of Microbiology and Biotechnology. 2012. Vol. 28, № 5. P. 2221-8.

Park S., Chung H., Lee J. Rapid in vivo screening system for anti-oxidant activity using bacterial re-dox sensor strains // Journal of Applied Microbiology. 2010. Vol. 108, № 4. P. 1217-1225.

Quillardet P. et al. SOS chromotest, a direct assay of induction of an SOS function in Escherichia coli K-12 to measure genotoxicity // Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 1982. Vol. 79, № 19. P. 5971-5975.

Samartzidou H. et al. Cadaverine inhibition of porin plays a role in cell survival at acidic pH // Journal

of bacteriology. 2003. Vol. 185, № 1. P. 13-19.

Seyedsayamdost M. High-throughput platform for the discovery of elicitors of silent bacterial gene clusters // Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 2014. Vol. 111, № 20. P. 72667271.

Silhavy T., Beckwith J. Uses of lac fusions for the study of biological problems // Microbiological Reviews. 1985. Vol. 49, № 4. P. 398-418.

Stocker J. et al. Development of a set of simple bacterial biosensors for quantitative and rapid measurements of arsenite and arsenate in potable water // Environmental Science & Technology. 2003. Vol. 37, № 20. P. 4743-4750.

van Rensburg J. et al. Development and validation of a high-throughput cell-based screen to identify activators of a bacterial two-component signal trans-duction system // Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2015. Vol. 59, № 7. P. 3789-3799.

Yagi K. Applications of whole-cell bacterial sensors in biotechnology and environmental science // Applied Microbiology and Biotechnology. 2007. Vol. 73. P. 1251-1258.

Yamagishi M. et al. Regulation of the Escherichia coli rmf gene encoding the ribosome modulation factor: growth phase- and growth rate-dependent control // EMBO Journal. 1993. Vol. 12, № 2. P. 625-630.

References

Biran A. et al. Bacterial genotoxicity bioreporters.

Microbial Biotechnology. V. 3, N 4. (2010): pp. 412-427.

Biran I. et al. Optical imaging fiber-based live bacterial cell array biosensor. Analytical Biochemistry. V. 315, N 1 (2003): pp. 106-13.

González-Flecha B., Demple B. Transcriptional regulation of the Escherichia coli oxyR gene as a function of cell growth. Journal of bacteriology. V. 179, N 19 (1997): pp. 6181-6.

Hidalgo E., Leautaud V., Demple B. The redox-regulated SoxR protein acts from a single DNA site as a repressor and an allosteric activator. EMBO Journal. V. 17, N 9 (1998): pp. 2629-36.

Kikuchi Y. et al. RpoS-dependent expression of the second lysine decarboxylase gene in Escherichia coli. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. V. 62, N 6 (1997): pp. 1267-70.

Kim I., Oh T. SOS induction of recA by UV-, y-irradiation and mitomicin C is mediated by poly-amines in Escherichia coli K-12. Toxicology Letters. V. 116 (2000): pp. 143-9.

Lange R., Hengge-Aronis R. The cellular concentration of the sigma S subunit of RNA polymerase in Escherichia coli is controlled at the levels of transcription, translation, and protein stability. Genes & Development. V. 8, N 13 (1994): pp. 1600-12.

Lehmann M. et al. Amperometric measurement of copper ions with a deputy substrate using a novel Saccharomyces cerevisiae sensor. Biosensor and Bioelectronics. V. 15, N 3-4 (2000): pp. 211-219.

Martin R., Gillette W., Rosner J. Promoter discrimination by the related transcriptional activators MarA and SoxS: differential regulation by differential binding. Molecular Microbiology. V. 35, N 3 (2000): pp. 623-34.

Miller J.H. Experiments in molecular genetics. Cold Spring Harbor, N.Y.: Cold Spring Harbor Laboratory, 1992. 466 p.

Ng S., Palombo E., Bhave M. Identification of a copper-responsive promoter and development of a copper biosensor in the soil bacterium Achromo-bacter sp. AO22. World Journal of Microbiology and Biotechnology. V. 28 N 5 (2012): pp. 2221-8.

Park S., Chung H., Lee J. Rapid in vivo screening system for anti-oxidant activity using bacterial re-dox sensor strains. Journal of Applied Microbiology. V. 108, N 4 (2010): pp. 1217-25.

Quillardet P. et al. SOS chromotest, a direct assay of induction of an SOS function in Escherichia coli K-12 to measure genotoxicity. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. V. 79, N 19 (1982): pp. 5971-5.

Samartzidou H. et al. Cadaverine inhibition of porin plays a role in cell survival at acidic pH. Journal of bacteriology. V. 185, N 1 (2003): pp. 13-19.

Seyedsayamdost M. High-throughput platform for the discovery of elicitors of silent bacterial gene clusters. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. V. 111, N 20 (2014): pp. 7266-71.

Shumkov M.S., Goncharenko A.V., Kylosova A.M., Tkachenko A.G. [Alterations of Escherichia coli ldcC expression as a factor of adaptation to antimicrobials]. Vestnik Permskogo Universiteta. Biologija. Iss. 1 (2010): pp. 36-40. (In Russ.).

Silhavy T., Beckwith J. Uses of lac fusions for the study of biological problems. Microbiological Reviews. V. 49, N 4 (1985): pp. 398-418.

Stocker J. et al. Development of a set of simple bacterial biosensors for quantitative and rapid measurements of arsenite and arsenate in potable water. Environmental Science & Technology. V. 37, N 20 (2003): pp. 4743-50.

van Rensburg J. et al. Development and validation of a high-throughput cell-based screen to identify activators of a bacterial two-component component signal transduction system. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. V. 59, N 7 (2015): pp. 378999.

Yagi K. Applications of whole-cell bacterial sensors in biotechnology and environmental science. Applied Microbiology and Biotechnology. V. 73 (2007): pp. 1251-1258.

Yamagishi M. et al. Regulation of the Escherichia coli rmf gene encoding the ribosome modulation

factor: growth phase- and growth rate-dependent

control. EMBO Journal. V. 12, N 2 (1993): pp. Поступила в редакцию 10.07.2018

625-30.

Об авторах

Ахова Анна Викторовна, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории адаптации микроорганизмов

«Институт экологии и генетики микроорганизмов» - филиал ПФИЦ УрО РАН ORCID: 0000-0002-3477-750Х 614081, Пермь, ул. Голева, 13; akhovan@mail.ru; (342)2122159

Ткаченко Александр Георгиевич, доктор медицинских наук, зав. лабораторией адаптации микроорганизмов

«Институт экологии и генетики микроорганизмов» - филиал ПФИЦ УрО РАН ORCID: 0000-0002-8631-8583 614081, Пермь, ул. Голева, 13; agtkachenko@iegm.ru; (342)2122159

About the authors

Akhova Anna Viktorovna, candidate of biology, scientific researcher of the laboratory of microbial adaptation

Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms of Perm Federal Research Center UB RAS. ORCID: 0000-0002-3477-750X 13, Golev str., Perm, Russia, 614081; akhovan@mail.ru; (342)2122159

Tkachenko Alexander Georgievich, doctor of medicine, head of the laboratory of microbial adaptation Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms of Perm Federal Research Center UB RAS. ORCID: 0000-0002-8631-8583 13, Golev str., Perm, Russia, 614081; agtkachenko@iegm.ru; (342)2122159

Информация для цитирования:

Ахова А.В., Ткаченко А.Г. Влияние органических растворителей на экспрессию генов адаптации к стрессу в клетках Escherichia coli II Вестник Пермского университета. Сер. Биология. 2018. Вып. 3. С. 270-276. DOI: 10.17072I1994-9952-2018-3-270-276.

Akhova A.V., Tkachenko A.G. [Effect of organic solvents on the expression of stress response genes in Escherichia coli]. Vestnik Permskogo universiteta. Biologija. Iss. 3 (2018): pp. 270-276. (In Russ.). DOI: 10.17072I1994-9952-2018-3-270-276.