Селекция микроорганизмов. Работы З.В.Ермольевой. Выполнили ученицы 11 «А» класса МБОУ ДР Дубовская СОШ 1 Сапегина А. и Корякина И.

Роль микроорганизмов. Микроорганизмы играют исключительно важную роль в биосфере и хозяйственной деятельности человека. В природе известно более чем 100 тыс. видов микроорганизмов. Многие из них продуцируют десятки видов органических веществ - аминокислот, белков, антибиотиков, витаминов, липидов, нуклеиновых кислот, ферментов, пигментов, сахаров, которые широко используются в разных областях промышленности и медицины. Такие отрасли пищевой промышленности, как хлебопечение, производство спирта, молочных продуктов, виноделие и многие другие, основаны на деятельности микроорганизмов.

Особенности селекции микроорганизмов: 1) у селекционера имеется неограниченное количество материала для работы: за считанные дни в чашках Петри или пробирках на питательных средах можно вырастить миллиарды клеток; 2) более эффективное использование мутационного процесса, поскольку геном микроорганизмов гаплоидный, что позволяет выявить любые мутации уже в первом поколении; 3) простота генетической организации бактерий: значительно меньшее количество генов, их генетическая регуляция более простая, взаимодействия генов просты или отсутствуют.

Отбору высокопродуктивных штаммов предшествует целенаправленная работа селекционера с генетическим материалом исходных микроорганизмов. Так, например, используют различные способы рекомбинирования генов: конъюгацию, трансдукцию, трансформацию и другие генетические процессы. Например, конъюгация (обмен генетическим материалом между бактериями) позволила создать микроорганизм, способный утилизировать углеводороды нефти. Часто прибегают к трансдукции (перенос гена из одной бактерии в другую посредством бактериофагов), трансформации (перенос изолированной ДНК, из одних клеток, в другие) и амплификации (увеличение числа копий нужного гена).

Важнейшим этапом в селекционной работе является индуцирование мутаций. Экспериментальное получение мутаций открывает почти неограниченные перспективы для создания высокопродуктивных штаммов. Для выявления мутаций служат селективные среды, на которых способны расти мутанты, но погибают родительские клетки дикого типа. Проводится также отбор по окраске и форме колоний, скорости роста мутантов и диких форм и т. д.

Важным подходом в селекционной работе с микроорганизмами является получение рекомбинантов путем слияния протопластов, или гибридизации, разных штаммов бактерий. Слияние протопластов позволяет объединить генетические материалы таких микроорганизмов, которые в естественных условиях не скрещиваются.

Зинаида Виссарионовна Ермольева (1898–1974). Выдающийся ученый- микробиолог, создатель ряда отечественных антибиотиков, действительный член АМН Зинаида Виссарионовна Ермольева внесла огромный вклад в российскую науку. По происхождению Зинаида Ермольева донская казачка. Она родилась в 1898 г. на хуторе Фролов Донской области.

Ермольева получила от Иосифа Сталина срочное донесение с приказом вылететь в Сталинград «для осуществления профилактических мер по предотвращению распространения холеры». Правительство страны приняло решение «выдать холерную сыворотку всему населению города и находящимся в нём войскам» и эта миссия была возложена на хрупкие плечи Зинаиды Ермольевой.

Зинаида Ермольева задалась целью получить пенициллин из отечественного сырья и, после долгих экспериментов, она его получила. «Первый советский пенициллин-крустозин, который мы получили в нашей лаборатории, творил чудеса. Он значительно задерживал рост микробов, вызывающих заражение крови, воспаление лёгких и газовую гангрену».

Британцы не поверили ей и предложили проверить эффективность советского пенициллина.пенициллина В тот же день состоялся эксперимент. В Яузской больнице были отобраны 12 солдат с заражением крови. Их положили в одной палате – по шесть с каждой стороны. Одних лечили британским лекарством, других советским. Оба препарата в итоге показали одинаковые результаты, но пенициллин советского производства требовал при лечении меньшей концентрации. Этот эксперимент показал, что отечественный препарат более эффективен.