Криобиологические сосуды > Генетика и биотехнология > Важнейшие гены плазмид

Важнейшие гены плазмид


Для биотехнологии особенно интересны те гены плазмид, в ко­торых закодирована способность к фиксации азота и деграда­ции органических соединений, а также факторы вирулентности патогенных бактерий.
По-видимому, одним из крупных достижений -генной инже­нерии может оказаться использование бактерий или их генов для передачи растениям способности фиксировать азот. На корнях бобовых растений при участии бактерии Rhizobium об­разуются клубеньки, в которых и происходит фиксация азота — перевод его в форму, доступную растениям. Недавно было ус­тановлено, что по крайней мере некоторые гены бактерий, де­терминирующие образование клубеньков и фиксацию азота, ло­кализованы в плазмидах. Впервые указания на это были полу­чены в опытах по передаче плазмид при конъюгации от одного штамма Rhizobium другому. Каждый конкретный вид из рода Rhizobium обычно вступает в симбиотические отношения только с одним определенным бобовым растением. Так, R. phaseoli участвует в образовании клубеньков у фасоли, a R. legumino-sarum — y гороха. Было найдено, что варианты R. leguminosa-rum, утратившие способность индуцировать образование клу­беньков у гороха, вновь ее обретали, если путем конъюгации им передавалась плазмида от штамма, обладающего такой способ­ностью. Более того, если подобная конъюгативная плазмида
передавалась от R. leguminosarutn к R. phaseoli, то эти бакте­рии с большей эффективностью индуцировали образование клубеньда у гороха, чем у фасоли. Крупные плазмиды с мол. мас­сой более 90*106, которые имеются у Rhizobium trifolii и R. teliloti, также несут по меньшей мере часть генов, нужных для образования клубеньков и фиксации азота.
Плазмиды могут обусловливать увеличение вирулентности; патогенных бактерий. В некоторых случаях идентификация свя­занных с плазмидами факторов вирулентности помогает в борь­бе с патогенными микроорганизмами. К числу наиболее изу­ченных в этом отношении плазмид принадлежат плазмиды ви­рулентности патогенных .штаммов Е., coll., Энтеротоксигенные-штаммы Е. coli часто вызывают острую диарею у молодняка животных, а у людей — «диарею путешественников». Плазми­ды этих штаммов нередко несут ген температурочувствительного токсина, близкого к токсину холеры, и ген температуроус-стойчивого токсина. -Энтеротоксигенные штаммы обычно со­держат и плазмиды с генами фимбрий- (pili), которые называ­ют также «факторами колонизации». Эти факторы находятся: на поверхности бактериальных, клеток, которые с их помощью» прикрепляются к стенке тонкого кишечника. Штаммы, инфи­цирующие определенный вид животных, обладают обычно оди­наковым фактором колонизации. Так, у штаммов Е. coli, вызы­вающих, диарею у свиней, в состав этих липких выростов обыч­но входит антиген К88 или 987Р, в то время как у штаммов выделенных от телят, образуется антиген К89. Потеря энтеро-токсигенными штаммами плазмид, кодирующих антигены — факторы колонизации, сильно снижает их вирулентность, хотя штаммы и продолжают образовывать токсины.
Одним из способов борьбы с заболеванием свиней, вызывае­мым энтеротокеигенными штаммами, была вакцинация живот­ных препаратом, содержащим .антиген К88. Предпринимаются попытки повысить выход применяемого в вакцинах антигена К88, используя технологию рекомбинантных ДНК. Эти методы-нашли применение также и в производстве некоего токсоида,, который можно не опасаясь вводить животным для образова­ния у них антител к токсинам, продуцируемым энтеротокеиген­ными бактериями. Другой подход в борьбе с диареей в живот­новодстве состоит в выведении пород, устойчивых к кодируемым плазмидами антигенам — факторам колонизации.