01.09.2017
31.08.2017
08.08.2017
14.07.2017
06.07.2017
19.06.2017
19.06.2017
19.06.2017
15.06.2017
12.06.2017
Термостабильный экзотоксин Bacillus thuringiensis
 20.06.2014

В 1959 и 1960 гг. в изучении энтомопатогенной бактерии Bacillus thuringiensis возникло интересное положение — появилось несколько независимых друг от друга сообщений о том, что некоторые штаммы этой бактерии вырабатывают термостабильный токсин, оказывающий инсектицидное действие на насекомых из самых различных отрядов. He менее четырех фактов указывало на явное отличие активности этого токсина от активности хорошо известного кристаллического белка; активность сохранялась при автоклавировании в течение 15 мин при 120 °С; круг поражаемых видов насекомых был совершенно иной; симптомы различались и было показано, что некоторые серотипы, не образующие кристаллический белок, вырабатывают термостабильный токсин.
Инъецируя автоклавированную надосадочную жидкость из центрифугатов бактериальных культур в заднюю плейральную область гусениц вощинной огневки, Galleria mellonella, Мак-Коннелл и Ричардс показали, что активность токсина начинала проявляться в активной фазе роста бактерии, до споруляции. При ее максимуме значение ЛД50 составляло 0,36 мкл надосадочной жидкости на гусеницу. Ограниченные испытания на других видах показали, что стеблевой мотылек (Ostrinia nubilatis), личинка падальной мухи (Sarcophaga bullata) и два вида тараканов (Periplaneta americana и Blatta orientalis) в одинаковой степени восприимчивы. Однако ни одно из этих насекомых не страдало, если надосадочную жидкость бактериальной культуры добавляли в корм. Например, G. mellonella без вреда для себя поглощала корм, содержащий 16% (по объемному весу) надосадочной жидкости. Кроме того, Мак-Коннелл и Ричардс успешно выращивали желтолихорадочного комара (Aedes aegypti) в воде, содержащей 10% (по объему) надосадочной жидкости, вопреки результатам Лилса и Данна, которые нашли, что высушенное три распылении твердое вещество продуктов брожения промышленного препарата В. thuringiensis вызывало высокую смертность A. aegypti в концентрации 0,4 г/л. То обстоятельство, что смерть наступала только через несколько дней, соответствовало данным Мак-Коннелла и Ричардса для G. mellonella.
В 1960 г. Бюржержон и де Баржак установили, что автоклавиро-ванная надосадочная жидкость токсична для ряда других чешуекрылых, в том числе для Bombyx mori, Pieris brassicae, Malacosoma neustria и др. и для одного вида жесткокрылых (Leptinotarsa decemlineata) и перепончатокрылых (Pristiphora pallipes). Характеристики токсичности и ее возникновения сходны с описанными Мак-Коннеллом и Ричардсом во всем, кроме одного, — они проявлялись, когда надосадочная жидкость вводилась перорально.
Холл и Аракава нашли, что, если препараты В. thuringiensis, содержащие жизнеспособные споры и белковые кристаллы, добавляли к среде для выращивания личинок комнатной мухи (Musca domestica), развитие личинок заметно подавлялось, хотя на взрослых мух такая обработка мало влияла. Это действие приписывали белковым кристаллам, что почти определенно неверно, потому что Бриггс доказал, что стерильная надосадочная жидкость из фильтрата бактериальной культуры оказывала аналогичное действие на развитие личинок комнатной мухи.
В дальнейшем для обозначения вещества, вызывающего этот эффект, был введен термин «fly factor» («мушиный фактор»).
Симптомы, описанные в каждом из этих исследований, очень сходны. Действие развивается медленно, и обнаружить его можно только во время линьки или метаморфоза, В противоположность этому белковый токсин вызывает относительно быструю реакцию. При наименьших эффективных дозах развитие личинок протекает нормально и насекомые окукливаются, хотя взрослые формы не всегда вылетают из куколок. Значительная часть взрослых насекомых бывает деформирована, например имеет только рудиментарные крылья. При высоких дозах часто деформируются пупарии, а при еще более высоких смерть может наступить во время личиночной линьки. Смерть никогда не наступает внезапно: у личинок наблюдается постепенное усиление летаргического состояния и долгое постепенное умирание.
Эти начальные результаты наряду с другими, о которых мы кратко упомянем, заметно стимулировали дальнейшие исследования. Симптомы, приводящие к смерти насекомых, заставляют предполагать существование механизма действия, совершенно отличного от механизмов действия обычно применяемых инсектицидов, например фосфорорганических соединений, карбаматов и хлорированных углеводородов. Имелись указания, что эту активность можно использовать в полевых условиях, например, для борьбы с комнатными мухами и сосновым пилильщиком Diprion pini. Наконец, исследования Бриггса на курах, Данна на коровах и Крига и Херфса на мышах показали, что теплокровные животные обладают вполне приемлемой пероральной устойчивостью к препаратам В. thuringiensis, способным уничтожать личинок мух. Ho оставалось еще много принципиально важных вопросов, требующих ответа, а именно: один или большее число токсинов участвует в отравлении? Какова их природа? Какова биохимия токсического действия? Что представляет собой в точности их токсичность для насекомых, млекопитающих и других организмов? И какова роль этих токсинов в патогенности В. thuringiensis?