Нечитайло К.С., Сизова Е. А., Шошин Д.Е.

Научная статья

УДК 577.15:577.17

doi:10.33284/2658-3135-106-1-8

Оценка биологической активности комплекса ультрадисперсных частиц меди и

ферментативной добавки с использованием бактериальной тест-системы

Ксения Сергеевна Нечитайло¹, Елена Анатольевна Сизова^2,3, Даниил Евгеньевич Шошин⁴

^1,2,4Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук, Оренбург, Россия

³Оренбургский государственный университет, Оренбург, Россия

¹k.nechit@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-8755-414X

^2,3sizova.L78@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-5125-5981

⁴daniilshoshin@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-3086-681X

Аннотация. По мере роста антибиотикорезистентности требуются альтернативные стратегии наращивания продуктивности, свободные от применения антибиотиков и широко внедряемые в практику животноводства. Помимо этого, важнейшим критерием использования данной стратегии является отсутствие конфликта, влияющего на эффективность и безопасность других добавок. Ультрадисперсные частицы являются потенциальным решением проблемы распространения множественной лекарственной устойчивости, но из-за многоцелевого механизма действия требуются дополнительные исследования. В связи с этим целью исследований стало проведение сравнительной оценки биологической активности комплекса ультрадисперсных частиц меди и ферментативной добавки с использованием биосенсора. В результате выявлено, что сочетанное воздействие фермента 0,05 % и 0,00078 М ультрадисперсных частиц меди стимулирует интенсивность люминесценции иммобилизованных клеток Echerichia coli K12 TG1, что вероятно связано с системой генерации свечения бактерий, в частности с действием люциферазы. При этом введение ультрадисперсных частиц меди отдельно, в диапазоне концентраций от 1 М до 0,1 М, проявляло высокую биологическую активность с полным тушением биосенсора, свидетельствуя о гибели бактериальных клеток-мишеней. Концентрация 0,00078 М способствовала снижению свечения в самом начале контакта, далее наблюдаемый эффект нивелировался и ингибирование на 90 минуте контакта составило 20 %, к концу воздействия (180 минут) эффект не обнаружен. Работа является частью комплексного исследования по разработке инновационного стимулятора роста цыплят-бройлеров как эффективной альтернативы кормовым антибиотикам.

Ключевые слова: биолюминесценция, биологическая активность, ультрадисперсные частицы, медь, ферменты, амилаза, ксиланаза, протеаза, биобезопасность, бактериальная клетка

Благодарности:  работа  выполнена при поддержке Российского научного фонда, проект № 22-26-00253.

https://doi.org/10.33284/2658-3135-106-1-8

Информация об авторах:

Ксения Сергеевна Нечитайло, научный сотрудник центра «Нанотехнологии в сельском хозяйстве», Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук, 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, д. 29, тел.: 8-905-893-55-99.

Елена Анатольевна Сизова, доктор биологических наук, руководитель центра «Нанотехнологии в сельском хозяйстве», Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук, 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, д. 29; профессор кафедры биологии и почвоведения, Оренбургский государственный университет, 460018, г. Оренбург, просп. Победы, д. 13 тел.: 8-912-344-99-07.

Даниил Евгеньевич Шошин, магистр, лаборант-исследователь центра «Нанотехнологии в сельском хозяйстве», Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук, 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, д. 29, тел.: 8-965-932-53-67.

Статья поступила в редакцию 16.02.2023; одобрена после рецензирования 22.02.2023; принята к публикации 20.03.2023.