Қажетті микроорганизмдердің табиғи шатаммдарын селекциялау

79
Бастапқы  өкілдегі  белгілі  бір  штаммдарды  таңдап  алу, олардың  табиғи
қасиеттеріне  байланысты. Бұл  микроорганизмдердің  ортаға  бірқатар  мөлшерде
алғашқылық  жəне  екіншілік  деңгейдегі  метаболиттерді  түзу  немесе  түзе  алмау
қабілеті, бірақ  шамадан  тыс  жүретін  синтез  үдерісін  тежеу  үшін  азғана  мөлшерде
болуымен  анықталады. Егерде  əртүрлі  таксономиялық  топтарға  жататын  табиғи
штаммдар  бар  болса, олардың  ішінен  техникалық  жағынан  қиындық
келтірмейтіндерін таңдап алу керек. Микрорганизмдерді қоректік ортада белгілі бір
мерзімде өсіргеннен кейін, штаммдардың сапалық көрсеткіштерін бағалау, олардың
түзетін өнімдерімен жəне сол өнімдердің (антибиотиктердің, аминқышқылдарының
т.б.) ортада  жиналуы  арқылы  сипатталады. Ол  қоректік  ортаның  көлеміне
шаққандағы алынған дəрмектер массасының өлшем бірлігімен белгіленеді (мысалы:
мкг/мл, г/л). Егерде  бұл  метаболит  фермент  болса, штаммның  сандық  сипаты
ретінде тиісті өлшем бірлігіндегі фермент белсенділігі арқылы есептеледі.
Селекциялық  жұмысқа  бастапқы  штаммды  дайындау  тəртібі  мынадай:
штаммдарды Петри табақшасына себу, типті жəне типті емес пішінді штаммдардың
100 жəне  оданда  көбірек  колонияларының  арасынан  қиғаштала  жасалған  қоректік
ортада  оқшауланып  алыған  штаммдарды  талдау  əдісінің  көмегімен  өнімділігін
анықтап, оған баға беру. Бұлардың ішінен өте жоғары деңгейде өнімділік көрсеткен
жасушаларды, мутагендік əдістерді қолдана отырып келешек жұмыста пайдаланады.
Мутаген  ретінде  əртүрлі  физикалық  жəне  химиялық  факторларды  қоданады. Əсер
етуші  дозаны  сəулелену  өлшем  бірлігімен  немесе  ортадағы  мутаген
концентрациясымен  өлшейді. Микроорганизмдердің  мутагендерге  сезімталдығы,
олардың  штаммдарының  түріне, мутагеннің  дозасына, рН  ортасына, температура
мен əсер ету мерзіміне тікелей байланысты.
Мутагендермен  өңдегенде  тірі  қалған  бастапқы  жасушалар  арасындағы
штаммдардан  қажетті  қасиеттері  бар  мутанттарды  сұрыптап  алады. Бұл  үшін  екі
тəсілді қолданады:
1.Типті  белгісіне  сандық  баға  берілген  соң  кездейсоқ (алдын-ала
межеленбеген) мутацияны  оқшаулайды. Бұл  тəсілді  мақсатқа  сай  өнімнің
синтезделуінің  жолдары  мен  осы  үдерістің  басқа  метоболиттер  түзілуімен
байланысын  реттеу  белгісіз  болған  жағдайларында  ғана  қолданады. Бұл  тəсіл
арқылы жұмыс бірнеше кезеңде атқарылатын болғандықтан, оны сатылық тəсіл деп
атайды. Тəсілдің əрбір кезеңінде бірнеше мың клондардан сандық белгілеріне қарай,
жоғары  өнім  алынатындарын  сұрыптап, ақырғы  үйлесімді  продуценттер  таңдап
алынады. Мұндай селекцияның классикалық мысалы ретінде Америкада физикалық
жəне  химиялық  мутагендердің  көмегімен Penicillium chzysogeniu -ның  алғашқы
штаммының  негізінде  пеницилинді  түзетін  Висконскийдің  белгілі  сериясын
келтіруге  болады. Отыз  жылдай  жүргізілген  зерттеу  жұмысының  нəтижесі,
пенициллин деңгейін бірнеше мың рет көбейтуге мүмкіндік берді.
2. Бұл тəсілдің негізі ретінде – белгілі бір фенотипіндегі (фенотип – байқалған
белгілердің  бүтіндей  тобы) мутанттардың  арасынан  сандық  белгілерге  қарай
сұрыптау жүргізу, мақсатқа сай өнімді синтездеу мен сол үдерісті реттеу жолдарын
анықтап білу саналады. Бұл тəсіл көпшілік жағдайда алғашқы метаболиттерді алуда
қолданылады.

80
Көптеген  микроорганизмдерге  минералдық  элементер, қоректену  жəне
көміртегі көздері мен қуаттан басқа, өсіп-өнуді қолдаушы факторлар деп аталатын,
қосымша  заттар  қажет  болатыны  мəлім. Бұл  заттарға  дəрумендер, амин
қышқылдары, пурин  жəне  пиримидин  негіздері  жатады. Осындай  заттардың
көпшілігін  синтездей  алмайтын  жəне  оған  мұқтаж  организмдердің  өсіп-өнуі  үшін,
бұл 
затарды 
талап 
етпейтін 
прототрофтыларға 
қарама-қарсыларды –
ауксотрофтылар  деп  атайды. Өсу  факторының  биосинтез  үдерісіне  қатысатын
ферменттерді  синтездейтін, кейбір  белгілі  бір  қабілеттілік  ауксотрофтылықтың
негізі болып саналады.
Мутагендер  көмегімен  алынған  ауксотрофты  мутанттардың  арасынан
сұрыптау жүргізілуі  мүмкін. Осы  мутациялардың белгілі  бір мақсатпен өндірілетін
өнімдерді  алудағы  тигізетін  əсері  жөніндегі  дəлелді  түсінік, олардың  сандық
белгілерін  анықтауға  негізделген. Ауксотрофты  мутанттардың  ревертанттарының
ішінен  сұрыпталып  алынса, өнімділік  төмен  болуы  мүмкін. Мұндай
ауксотрофтылық  метаболиттерді  синтездеу  кезінде, белгілі  бір  ферменттің
ақауының  əсеріне  байланысты  болады. Бұл  жағдайда  реверсия  тотықсызданған
каталитикалық  мутанттарды  алуға  мүмкіндік  береді. Алайда  мұнда, тиісті  өнімді
синтездеуді катализдейтін ферменттердің реттеушілік қызметі жойылған болуы тиіс.
Келесі бір əдіс – морфологиялық мутанттар арасынан тек сандық белгілеріне
қарай, морфологиялық өзгерістерді анықтауға негізделген, мол өнімді штаммдарды
сұрыптап  алу. Осындай  сұрыптауды  жүргізу  барысында, микроорганизмдер
колониясына  мутагендермен  əсер  ету  нəтижесінде, тірі  қалған  мутанттардың
морфологиялық  жағынан  өзгергендері  арасынан  бірнешеуін (жүздеген) таңдап
алады да, олардың өнімділігін тексереді.
Антибиотиктер  түзушілерді  селекциялауда, оларды  резистентті  мутагендер
арасынан  сұрыптау  тəсілі  жиі  қолданылады. Антибиотиктерді  қолдана  отырып
жүзеге  асырылатын мұндай  сұрыптау, қажетті  дəрмек (препарат) концентрациясын
жоғарылата отырып бірнеше кезеңмен жүргізіледі.
Сонымен, əр  түрлі  мутанттар  кластарының  фенотиптері  арасынан  мол  өнім
беретін  штаммдарды  сұрыптап  алу, кездейсоқ  мутанттарды  сатылап  сұрыптау
тəсілімен  салыстырғанда, “қажетті” мутантты  іздестіруді  азайтып, жұмысты
жеңілдетеді  жəне  істі  саналы  түрде  меңгеруге  көмектеседі. Биологиялық  активті
заттарды түзетін продуценттерді селекциялаудың осы екі тəсілі бұрыннан қолданып
келе  жатқан  дəстүрлі  əдістер  қатарына  жатады. Оларды  қолдану  антибиотиктерді,
амин  қышқылдарын, дəрумендерді  жəне  басқа  да  затарды  алу  мақсатындағы
микробиологиялық өндірісін құрудың негізгі шарттары болып есептеледі.

жүктеу/скачать 4,09 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: