Мистерии сибирской язвы (учебник)

Раздел V • 32. В мире B. cereus complex

повышая биодоступность данного элемента в почве и, как следствие, его концентрацию в китайской черешковой капусте (Brassica chinensis).

Аналогичные свойства проявляют и штаммы вида Bacillus paramicoides. В частности, штамм РМ51 способен<1> адсорбировать ионы кадмия, тем самым повышая всхожесть семян льна (Linum usitatissimum), а штамм 24522 – восстанавливать водорастворимые ионы SeO42– и SeО32–, попадающие в водные источники в результате вулканической и горнодобывающей деятельности и пагубно влияющие на фауну, в частности, рыб и креветок<2>. Не менее интересной является и способность некоторых штаммов к биодеградации. Так, штамм NDZ способен разлагать опасный для человека инсектицид ацефат< 3 >, штамм TW-2 – полиэтиленовую плёнку< 4 >, а штамм YC02 – мочевую кислоту<5>. Примечательно, что последний даже рассматривается в качестве потенциального средства для предотвращения подагры.

Находят штаммы B. paramicoides применение и в качестве пробиотиков. Например, штаммы, выделенные<6> от диких рыб вида Channa, применяются в качестве кормовой добавки, поскольку способны подавлять рост Aeromonas hydrophila – причины септицемии у индийских карпов Labeo rohita.

Поиск новых пробиотиков для сельскохозяйственных животных привёл к выделению в 1966 году штамма, идентифицированного как B. cereus var. toyoi и вошедшего в состав препарата

1Zainab N., Glick B. R., et al. Deciphering the mechanistic role of Bacillus paramycoides (PM51) and Bacillus tequilensis (PM52) in bio-sorption and phyto-assimilation of Cadmium via Linum usitatissimum L. Seedlings. Plant Physiol Biochem. 2024; 211:108652; DOI: 10.1016/j.plaphy.2024.108652.

2Liu P., Long H., et al. Highly-efficient synthesis of biogenic selenium nanoparticles by Bacillus paramycoides and their antibacterial and antioxidant activities. Front Bioeng Biotechnol. 2023; 11:1227619; DOI: 10.3389/fbioe.2023.1227619.

3Ren J., Wang C., et al. Biodegradation of acephate by Bacillus paramycoides NDZ and its degradation pathway. World J Microbiol Biotechnol. 2020; 36:155; DOI: 10.1007/s11274–020–02931–1.

4Wu H., Liu Q., et al. Biodegradability of polyethylene mulch film by Bacillus paramycoides. Chemosphere. 2023; 311(2):136978; DOI: 0.1016/j.chemosphere.2022.136978.

5Cao X., Cai J., et al. Biodegradation of uric acid by Bacillus paramycoides-YC02. Microorganisms. 2023; 11(8):1989; DOI: 10.3390/microorganisms11081989.

6Yousif S., Jamal M. T., et al. Evaluation of Bacillus paramycoides strains isolated from Channa fish sp. on growth performance of Labeo rohita fingerlings challenged by fish pathogen Aeromonas hydrophila MTCC 12301. Microorganisms. 2023; 11(4):842; DOI: 10.3390/microorganisms11040842.

420

Мистерии сибирской язвы

TOYOCERIN® в качестве активного ингредиента. Последующее исследование<1> штамма (BCT-7112T) выявило две особенности: вопервых, выделенный штамм относится к новому виду Bacillus toyonensis, а, во-вторых, он проявляет устойчивость к хлорамфениколу и тетрациклину. Причиной последнего является наличие генов tetM и catQ, широко распространённых среди членов B. cereus complex и имеющих древнее происхождение. Однако подавляющее большинство штаммов вида, включая близкородственные штаммы Rock1–3 и Rock3–28, не проявляют устойчивости, поскольку, несмотря на функциональную активность генов, их промоторы (т. е. «стартовые площадки») относительно слабы.

Несмотря на повсеместное использование штаммов B. toyonensis в составе пробиотических препаратов для сельскохозяйственных животных, а также рыб, последние исследования вынуждают насторожиться. Например, в геноме уже упомянутого штамма BCT-7112T обнаружены 2 гены, кодирующие синтез «диарейных» токсинов. Однако синтезируемого токсина так мало, что, как считается, он не способен привести к развитию «диарейного» синдрома. С другой стороны, в геноме штамма IP5832, входящего в состав препарата «Бактисубтил®», обнаружены<3> уже не только гены, кодирующие «диарейные» токсины, но и гены, кодирующие синтез протеолитических ферментов и фосфолипазы С с различной специфичностью. Кроме того, штамм оказался устойчивым к тетрациклину, хлорамфениколу, эритромицину и канамицину. Примечательно, что до 19 февраля 2020 года в России данный препарат использовался для лечения дисбактериоза и острых кишечных ин-

1Jiménez G., Urdiain M., et al. Description of Bacillus toyonensis sp. nov., a novel species of the Bacillus cereus group, and pairwise genome comparisons of the species of the group by means of ANI calculations. Syst Appl Microbiol. 2013; 36(6):383–391; DOI: 10.1016/j.syapm.2013.04.008

2Abdulmawjood A., Herrmann J., et al. Evaluation of enterotoxin gene expression and enterotoxin production capacity of the probiotic strain Bacillus toyonensis BCT-7112T. PLoS One. 2019; 14(4):e0214536; DOI: 10.1371/journal.pone.0214536.

3Kazantseva O. A., Kulyabin V. A., et al. The genome sequence of Bacillus toyonensis strain IP 5832 isolated from the probiotic “Bactisubtil@” contains genes of Bacillus cereus pathogenicity factors and antibiotic resistance. Microbiology. 2024; 93:973–981; DOI: 10.1134/S0026261724606870.

421

Раздел V • 32. В мире B. cereus complex

фекций у лиц старше 7 лет и согласно инструкции включал штамм

B. cereus IP 5832<1>.

Определённый интерес представляет штамм Р18, выделенный<2> из морских глубин, поскольку помимо факторов патогенности он несёт гены, кодирующие формирование жгутиков и синтез капсулы. В результате штамм оказывает сильное цитопатическое действие на клетки рыб и млекопитающих, а в эксперименте на лабораторных животных приводит к летальному исходу у рыб (при внутримышечном заражении) и у мышей (при внутрибрюшинном заражении). При патологоанатомическом исследовании обнаружены повреждения почек, селезёнки и кишечника (Рис. 32.5). Вместе с тем штамм Cbmb3, выделенный<3> из почвы, способен разлагать поливинилхлорид, используя его в качестве единственного источника углерода, а также стимулировать рост растений.

Столь крайний дуализм свойственен не только штаммам B. toyonensis. Вспомните штаммы B. tropicus, вызывающие инфекционный процесс у китайских триониксов (Глава 9) или больших рыжих кенгуру (Глава 16). Но другие штаммы этого вида, наоборот, применяются при производстве так называемых самовосстанавливающихся бетонов из-за способности производить кальцит, «зажи-

Рис. 32.5. Поражения почек, печени и кишечника у рыбы (А) и мыши (В) ► в результате заражения B. toyonensis P18 (справа) в сравнении с контролем

(слева) в течение 6 (В) и 48 (А) часов. Можно видеть, что у японской камбалы почечные канальцы стали более рыхлыми, а количество лимфоцитов в мезенхиме резко снизилось. В селезёнке наблюдается значительное снижение количества иммунных клеток в белой пульпе и мезенхиме, сопровождавшееся небольшим расширением селезёночного синуса. У мыши в почках наблюдалось сужение почечной капсулы и кровоизлияние, а в кишечнике – отслоение эпителиальных клеток и гиперемия кровеносных сосудов (по Luo J.-C., 2021)

1 Решение об отмене государственной регистрации лекарственного препарата и исключении его из государственного реестра лекарственных средств от 19.02.2020 № 20–3/224. Осно-

вание: заявление уполномоченного представителя производителя.

2Luo J.-C., Long H., et al. Characterization of a Deep Sea Bacillus toyonensis isolate: genomic and pathogenic features. Front Cell Infect Microbiol. 2021; 11:629116; DOI: 10.3389/fcimb.2021.629116.

3Wang D., Yu H., et al. The complete genome sequence of Bacillus toyonensis Cbmb3 with polyvinyl chloridedegrading properties. J Xenobiot. 2024; 14(1):295–307; DOI: 10.3390/jox14010018.

422

Мистерии сибирской язвы

423

Раздел V • 32. В мире B. cereus complex

вляющий» возникающие микротрещины<1>, а также способны разлагать полиэтилен<2>. Как и некоторые штаммы B. cereus, B. pseudomicoides и B. paramicoides, штамм YJ33 препятствует засолению почв и способствует увеличению биомассы и питательной ценности люцерны посевной (Medicago sativa)< 3 >, а штамм CH13, подобно B. thuringiensis и B. mycoides, эффективно ингибирует фитопатоген-

ные грибы Sclerotium rolfsii, Sclerotinia sp., Rhizoctonia solani и Alternaria alternata при обработке им семян различных видов перца чили

(Capsicum annuum, Capsicum pubescens и Capsicum chinense)<4>.

Таким образом, можно видеть, что рассмотренные виды занимают примерно одинаковые биологические ниши, и их свойства весьма схожи. Они обнаруживаются в самых суровых условиях, приобретая в них новые способности, одни из которых полезны, а другие, напротив, смертельны для тех или иных видов. Так или иначе, они пока не представляют опасности для человека и млекопитающих, но наличие общих хромосомных генов, кодирующих токсины, а также активный обмен генами вынуждает насторожиться. Как уже не раз говорилось, мы живём, вероятно, в уникальное время нового эволюционного витка B. cereus complex, а также нового понимания «близости» входящих в него видов.

Это та мистерия, то мистическое таинство, пока ещё малопонятное, но к которому мы постепенно становимся причастными. Это та история, в которой много вопросов, и ответы на них ещё впереди.

1Rajesh A., Hariny V. S., et al. Performance of Bacillus tropicus on mechanical, durable and crack remediation properties in sustainable vermiculite concrete. J Bionic Eng. 2024; 21:1987–1999; DOI: 10.1007/s42235–024– 00546-y.

2Isha, Ali S., et al. Biodegradation of polyethylene using Bacillus tropicus isolated from sewage wastewater treatment plant. Processes. 2024; 12(11):2516; DOI: 10.3390/pr12112516; Samanta S., Datta D., et al. Biodegradation efficacy of soil inherent novel sp. Bacillus tropicus (MK318648) onto low density polyethylene matrix. J Polym Res. 2020; 27:324; DOI: 10.1007/s10965–020–02296-x.

3Li J., Che Y., et al. Bacillus tropicus YJ33 and Medicago sativa L. synergistically enhance soil aggregate stability in saline-alkali environments. Microorganisms. 2025; 13(6):1291; DOI: 10.3390/microorganisms13061291.

4Bernal M. A. E., Navarro M. P. M., et al. Biocontrol activity of Bacillus altitudinis CH05 and Bacillus tropicus CH13 isolated from Capsicum annuum L. seeds against fungal strains. Microorganisms. 2024; 12(10):1943; DOI: 10.3390/microorganisms12101943.

424

Мистерии сибирской язвы

***

Всё тот же холодный вечер. Но только спустя тысячи лет, как и тот юноша, мы всё ещё блуждаем в тёмном лесу неведения. И только совместными усилиями, противостоя прорастающим в душах людей семенам злобы, у нас есть шанс дойти до заветного костра с ответами, где под бескрайним простором звёзд покоятся вечные тайны Вселенной.

425

Раздел V • 32. В мире B. cereus complex

426

Приложение

428

Прописи (рецептуры) некоторых питательных сред, применяемых для работы

Сывороточный агар

Смешать 4 объёма нормальной лошадиной сыворотки, нагретой до 50– 60 °С, с одним объёмом расплавленного питательного агара (3%-ный агар на основе триптического гидролизата мяса – переваре Хоттингера, общий азот 130–250 мг/%, рН 7,2–7,3). Смесь сразу разлить по чашкам слоем примерно 3–4 мм.

Бикарбонатный агар

Смешать 25 мл 5%-ного раствора гидрокарбоната натрия с 75 мл расплавленного питательного агара (3%-ный агар на основе триптического гидролизата мяса – переваре Хоттингера, общий азот 130–250 мг/%, рН 7,2– 7,3). Смесь сразу разлить по чашкам слоем примерно 3–4 мм.

Бикарбонатно-сывороточный агар (по Green)

Смешать бикарбонатный агар и сывороточный агар в соотношении

1 : 10.

Двухслойный агар (для определения гемолитичсекой и протеолитической активности)

Разлить в чашки по 20 мл 1%-го агара Difco на физиологическом растворе. После остывания наслоить 0,7%-ный агар на физиологическом растворе, в который внесены 6 % трижды стерильно отмытых в физиологическом растворе эритроцитов барана (для определения гемолитической активности) или желатин, казеин, бычий сывороточный альбумин и гемоглобин в концентрации 0,4 % (для определения протеолитической активности).

Среда ГКИ (Государственный контрольный институт)

Смешать 60 мл раствора Хенкса и 40 мл бычьей сыворотки, инактивированной при 56 °С в течение получаса. Тщательно перемешать и довести до рН 7,2 с помощью бикарбоната натрия. Стерильно разлить по 2 мл в пробирки и закрыть резиновыми пробками. Хранить при 4 °С.

Желточный агар

К 100 мл расплавленного и охлаждённого до 45 °С агара Хоттингера добавить 5–10 мл желтка куриного яйца, предварительно разведённого физиологическим раствором в соотношении 2 : 3. Тщательно перемешать и разлить по чашкам.

429