Анотація до роботи:

Борецька М.О. Формування біоплівки моно- та бінарною культурою Thiobacillus thioparus і Stenotrophomonas maltophilia. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.07 – мікробіологія. – Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України, Київ, 2008.

Дисертація присвячена вивченню особливостей формування та функціонування біоплівки моно- та бінарних культур корозійно небезпечних бактерій Thiobacillus thioparus 4М та їх гетеротрофного супутника Stenotrophomonas maltophilia 13М. Показано, що корозійно небезпечні ацидофобні тіонові бактерії T.thioparus 4М мешкають переважно у твердій фазі ґрунту, прилеглого до тунелів київського метрополітену. Дослідження адгезивних властивостей T.thioparus 4М, S.maltophilia 13М та їх асоціацій показало, що при сумісному культивування кількість адгезованих клітин до поверхні збільшується в порівнянні із чистою культурою T.thioparus 4М. Проведено спостереження структури біоплівки моно- та бінарних культур за допомогою методів растрової та конфокальної лазерної сканувальної мікроскопії. Відмічено складну структуру бінарної біоплівки із порожнинами, клітинами, що занурені у екзополімери. Визначено, що присутність маловуглецевої сталі впливає на моносахаридний, жирнокислотний склад екзополімеру моно- та бінарних культур. Встановлено, що для всіх варіантів змішаних культур результуюча швидкість корозії перевищувала суму швидкостей, що була спричинена впливом відповідних індивідуальних культур. Створено гіпотетичну модель біоплівки T.thioparus 4М, S.maltophilia 13М, що дозволяє узагальнити та візуалізувати отримані дані щодо досліджуваних культур і, у подальшому, прогнозувати прояв різних механізмів мікробної корозії та агресивності даного угруповання.

За допомогою сучасних методів (РЕММА, КЛСМ, тонких металевих матриць) досліджено формування і функціонування біоплівок моно- і бінарної культур T.thioparus 4М та S.maltophilia 13М на поверхні маловуглецевої сталі. Створено гіпотетичну модель цих біоплівок, які відрізняються за архітектонікою та вмістом сікри, що має не тільки фундаментальне значення, але і дозволить в подальшому запобігати негативному впливу мікробної корозії на металеві споруди.

1. Виділено природну корозійно активну асоціацію літотрофних ацидофобних тіонових бактерій T.thioparus 4М з гетеротрофним супутником S.maltophilia 13М із ґрунту, прилеглого до обкладинки тунелю київського метрополітену.

2. Показано, що адгезована до модельної поверхні асоціація T.thioparus 4М та S.maltophilia 13М містить у 5 разів більше клітин в порівнянні із монокультурою T.thioparus 4М.

3. Вперше встановлено суттєві розбіжності в структурі біоплівок T.thioparus 4М та S.maltophilia 13М і їх асоціації за допомогою РЕММА та КЛСМ. Виявлено більш структуровану біоплівку бінарних культур, якій притаманно формування конгломератів клітин. Клітини оточені екзосполуками та містять підвищену кількість сірки.

4. Показано, що присутність маловуглецевої сталі в середовищі збільшує різноманітність моносахаридів у екзополімерах T.thioparus 4М та S.maltophilia 13М біоплівкової моделі росту відносно планктонної.

5. Визначено, що у біоплівці бінарної культури T.thioparus 4М та S.maltophilia 13М збільшується продукування екзополімеру у порівнянні з таким для монокультур, що корелює із збільшенням корозійної активності цих бактерій у 7 разів.

6. Вперше запропоновано гіпотетичну модель біоплівки T.thioparus і S.maltophilia, що дозволяє узагальнити та візуалізувати отримані дані щодо її структури і прогнозувати перебіг мікробної корозії.

Публікації автора:

1. Протасова М.О.* Адгезія і колонізація поверхні скла Thiobacillus thioparus та Stenotrophomonas maltophilia та їх бінарною культурою / Протасова М.О.*, Собко В.М., Козлова І.П. // Мікробіол. журн. - 2005. – 67, № 6. – С. 57-63 (Здобувачем самостійно було виділено та ідентифіковано культури досліджуваних бактерій, культивування корозійно небезпечних мікроорганізмів).

2. Протасова М.О.* Дослідження структури біоплівок, сформованих бактеріями циклу сірки на металевих матрицях / Протасова М.О.*, Лазарєв В.Г., Козлова І.П. // Мікробіол. журн. - 2006.- 68, № 5. - С. 80 -86 (Здобувачем особисто проводилось культивування досліджуваних бактерій, мікроскопіювання за допомогою методу КЛСМ).

3. Протасова М.О.* Вплив індивідуальних та змішаних культур бактерій циклу сірки на корозію маловуглецевої сталі / Протасова М.О.*, Піляшенко-Новохатний А.І., Козлова І.П. // Вісник Чернівецького університету. – 2006. - С. 186-193 (Здобувачем особисто проводилось культивування досліджуваних бактерій, обробка сталевих зразків, обчислення результатів досліду).

4. Борецька М.О. Вплив екзополімерів біоплівки на швидкість мікробної корозії маловуглецевої сталі / Борецька М.О., Козлова І.П. // Мікробіол. журн. – 2007. –69, № 4.- С.40-44 (Здобувачем особисто проводилось виділення екзополімерних комплексів біоплівки, вуглеводний, білковий аналіз екзополімеру, обчислення результатів) .

5. Борецька М.О. Моносахаридний склад екзополімерного комплексу Thiobacillus thioparus і Stenotrophomonas maltophilia / Борецька М.О., Козлова І.П., Остапчук А.М. // Укр. біохім. журн. - 2008. –т. 79, N 5. – С. 25-29 (Здобувачем особисто проводилось виділення моносахаридного комплексу досліджуваних культур).

6.Андреева А.Ф., Двойненко О.К., Протасова М.А.*, Козлова И.А. Пленочные матрицы для изучения биокоррозии / Современные проблемы материаловедения: достижения и проблемы: сб. наук. роб. по матер. конф. под. ред. акад. НАН Украины Скорохода В.В., 26-30 сентября, г. Киев, Украина. - Киев, 2005. – С. 36 – 41.

7.Протасова М.О.* Stenotrophomonas maltophilia як природний супутник Thiobacillus thioparus / Матеріали Х з’їзду Товариства мікробіологів України - збірник тез, 15-17 вересня, Одеса, 2004р. – Одеса, 2004. - 303 с.

8.Протасова М.О.*, Піляшенко-Новохатний А.І. Мікробна корозія маловуглецевої сталі індукована чистими та змішаними культурами бактерій цикла сірки / Молодь і поступ в біології: Матеріали І міжнародної конференції студентів та аспірантів (Львів, 11-14 квітня 2005р.)– Л.: Львівський держ. унів. ім.. Федьковича, 2005. - 288 с

9. Протасова М.О.* Вплив маловуглецевої сталі на моносахаридний склад екзополімерів бактерій циклу сірки / Молодь і поступ в біології: Матеріали ІІ міжнародної конференції студентів та аспірантів, (Львів, 21-24 березня 2006р.)– Л.:Львівський держ. унів. ім. Федьковича, - 485с.

10. Протасова М.А.*, Пиляшенко-Новохатный А.И. Влияние бактерий цикла серы и их ассоциаций на малоуглеродистую сталь / Биология наука ХХ1 века: 9-ая международная Пущинская школа-конференция молодых ученых, (Пущино, 18-22 апреля.2005 г.) – Пущино, 2005р. - 209 с.

11. Піляшенко-Новохатний А.І., Протасова М.О.*, Андрєєва А.Ф., Лазарєв В.Г., Козлова І.П. Інтенсивність корозійного розчинення маловуглецевої сталі в залежності від архітектоніки біоплівки / Фізико-хімічна механіка матеріалів - Львів, 2006. –Спец. вип. № 5. – С. 906-910.

12. Борецька М.О., Остапчук А. М., Козлова І.П. Дослідження екзополімеру моно- та бінарної культури Thiobacillus thioparus та Stenotrophomonas maltophilia за різних моделей росту / Біологія: від молекули до біосфери: Матеріали ІІ міжнародної конференції, (Харків, 19-21 листопада, 2007р). –Харків, 2007. - 416.с.

13. Protasova M.*, Sobko V., Kozlova I. Biofilm formation of pure and mixed culture of Thiobacillus thioparus / 13-IBBS Congres, Madrid,- Spain,- Abstract Book.- P. 26-29.

14. Pilyashenko-Novokhatny A I., Protasova M.O.*, Kozlova I. P. Peculiarity of mild steel corrosion, induced by aggressive sulfur cycle bacterium association / 16 International Corrosion Congress, Beijing China, Sept 19-24, 2005,- Abstracts.- 05-SRB-09.

* - прізвище Протасова М.О. було змінено на Борецька М.О.