Вот, например, победитель 2021 года - работа «Микролилии»

Кувшинки нарисованы бактериями Rhodococcus оранжевого цвета, они в основном встречаются в почве и воде. Наносили кистями, чтобы добиться тонких штрихов в цветках. Зеленые подушечки были получены путем приготовления раствора из стерильной воды и Микрококка желтого. Белые, пушистые на вид части лилий появляются благодаря Geotrichum candidum, плесень, обитающая как в молочных продуктах, так и в слизистой оболочке щек и легких человека.

Впечатляет? Нет? Тогда я зайду сразу с моего любимчика - победитель 2018 года в категории "Профессионал"

На снимке показана битва двух микробов, как битва двух времен года. С одной стороны Стафилококк, белый как зимний снег и Bacillus mycoides, они быстро растут и покрывают все остальные микробы, но когда они встречают красивые весенние цветы, сделанные Серратия Марсесценс, они отступают, потому что антибиотик, вырабатываемый Серратия подавляют их рост. Они тают, как тепло весны растапливает снег; по ту сторону плиты побеждает весна, цветы стойкие Микрококк, Родоторула и их смесь растет, так как после зимы всегда наступает весна и пробуждается природа. (Ана Цицишвили, студентка бакалавриата Сельскохозяйственного университета Грузии, Тбилиси, Грузия).

Ну круть же невероятная! Теперь вдохновились?

Вообще то вы и сами можете участвовать в конкурсе, даже дети могут, вот например, работа в категории дети 13 лет.

В общем - если кому интересно, можете зайти на сайт asm.org - там победители разных лет и есть даже видео, как самому картину сделать, я может и осилила бы что-нибудь, правда это можно было бы выставить только в категории дети до 3 лет, да еще и Иркутск этот - пожалуй, лучше не буду экспериментировать.

Зато с удовольствием посмотрю с вами еще работы агар-арта

Во время брожения дрожжи перерабатывают содержащиеся в сусле сахара, образуя алкоголь, углекислый газ и множество других соединений. Последние во многом участвуют в формировании вкуса и аромата готового пива.

Но есть проблема: дрожжей должно быть достаточно для всего этого веселого процесса.

Универсального количества в стиле «два пакетика на танк» не существует. Сколько клеток понадобится, зависит от объёма и плотности сусла, используемого штамма, стиля пива и других параметров.

Именно здесь на сцену выходит пропагация. Её задача - получить достаточное количество здоровых дрожжевых клеток для нормального брожения.

Как мне рассказал наш микробиолог Дима, полный цикл размножения дрожжей можно разделить на две большие части: лабораторную и производственную разводку. Спокойно, сейчас все объясню.

В лаборатории можно получить чистую культуру дрожжей - ЧКД. Это небольшая популяция клеток определённого штамма, которую затем постепенно переселяют во всё большие объёмы стерильного сусла.

Причём, начинаться весь этот процесс теоретически может буквально с одной клетки.

Одна становится несколькими, несколько - десятка, сотнями, миллионами, затем миллиардами и триллионами. Такой очень успешный сетевой маркетинг, только в итоге получается реальный продукт.

Для полного цикла нужны лаборатория, оборудование, знания, время и люди, которые понимают, что они делают. У нас сейчас лабораторную разводку не проводят. Для производственной пропагации мы используем либо сухие активные дрожжи, либо готовые жидкие культуры, выращенные специализированной лабораторией.

А дальше начинается уже наша часть работы цеха пропагации.

Сначала с варки отбирается необходимое количество сусла. Его отправляют в стерилизатор, где нагревают и кипятят.

После этого стерильное сусло проходит через пластинчатый теплообменник: там оно охлаждается до температуры, комфортной для выбранных дрожжей, и поступает в пропагатор.

Пропагатор - это цилиндроконическая ёмкость с теплообменной рубашкой, в которой есть необходимые условия для размножения культуры. Именно туда и вносятся дрожжи.

Сначала дрожжи адаптируются к новой среде, а затем начинают размножаться. Когда культура достигает нужной стадии и необходимого количества клеток, её перекачивают в ЦКТ с основным объёмом сусла.

То есть пропагатор нужен не для того, чтобы каким-то особенным образом изменить дрожжи. Его задача оч простая: из небольшого количества получить большое.

У нас используется полунепрерывная схема. После перекачки можно оставить в пропагаторе примерно 10–15% культуры, добавить к ней новую порцию свежего сусла - и погнали дальше, весь процесс стартует заново. Так цикл можно повторить несколько раз.

Кстати, дрожжи надо кормить. В нашем случае эти малютки хомячат то, чем им предстоит питаться дальше - суслом.

Для пропагации используется то же самое сусло, которое затем будет находиться в ЦКТ (там где пиво, не путайте). Это удобно потому, что дрожжи заранее оказываются в условиях, похожих на те, в которых им предстоит работать во время основного брожения.

А еще дрожжам надо дышать.

Во время пропагации наша основная задача - не получение веселого алкоголя, а нарастить биомассу (или количество) дрожжей. Поэтому содержимое пропагатора периодически перемешивают и аэрируют.

При достаточном количестве кислорода дрожжи эффективнее размножаются. Если живительного воздуха дрожжам станет не хватать, то вся эта жижа начнет невесело бродить, а нам это в пропагации на пивоварне пока не нужно.

Дополнительно могут использоваться специальные дрожжевые подкормки. Они содержат вещества, необходимые культуре для нормального роста и жизнедеятельности.

Получается своеобразный санаторий: тепло, еда, кислород, регулярное перемешивание. Правда, в конце всех постояльцев перекачивают в огромный стальной танк и заставляют работать.

А еще пропагация - не самый быстрый процесс.

Конкретные временные рамки зависят от штамма, исходного количества клеток, объёма и условий.

Если говорить именно о нашем производстве, один этап занимает в среднем около 24 часов.

За это время концентрация клеток может увеличиться примерно с 10 миллионов в миллилитре до 100 миллионов.

Если считать полный путь от выделения чистой культуры до количества, необходимого для большого ЦКТ, речь уже о нескольких днях. Причём прыгнуть сразу из маленькой лабораторной ёмкости в огромный танк нельзя.

Обычно стараются придерживаться отношения текущего и следующего объёма примерно 1:10: условные 50 мл превращаются в этап на 500 мл, 100 литров — в 1000 литров и так далее.

Наш микробиолог сравнил это с коробкой передач: никто не разгоняется на первой и после не втыкает сразу пятую.

Мне кажется, это вообще самое понятное объяснение пропагации.

Нюансов множество - просто посмотреть на ёмкость и сказать: «Ну, вроде дрожжи довольные, го в ЦКТ» - недостаточно.

Количество дрожжевых клеток контролируется, культуру проверяют на отсутствие нежеланных пассажиров (всякие мезкие микробсы) и обязательно считают долю погибших клеток (да, и такое случается). Кстати, тоже процесс занятный - культуру окрашивают специальным раствором, который называется метиленовый синий и натурально считают сколько отошло в мир иной.

Поэтому огромное значение имеет санитария: чистота оборудования, помещений, инвентаря, трубопроводов и шлангов.

Особенно опасны операции, во время которых культура перемещается между ёмкостями. Соединения, изгибы трубопроводов, шланги и всё, что трудно нормально вымыть или что может контактировать с окружающей средой, - потенциальные места для загрязнения. Которые моются с особенной тщательностью (про мойку оборудования тоже обязательно расскажу).

Если же положить слишком мало дрожжей, то ничего хорошего ждать не стоит.

При недостаточном количестве культуры брожение может стартовать позже, идти дольше или вообще остановиться раньше необходимого. В результате появляется риск недоброда и увеличивается вероятность развития нежелательных микроорганизмов.

В конечном итоге мы можем получить совсем не то пиво, которое планировали.

Слишком большое количество дрожжей тоже способно изменить ход брожения и органолептику пива (не тот цвет, запах, вкус). На практике же необходимое количество клеток рассчитывают заранее, поэтому задача пропагации как раз и заключается в том, чтобы прийти к нужной концентрации дрожжей, а не выращивать их по принципу «чем больше, тем потешнее».

Если говорить про влияние пропагации на вкус, то сама по себе пропагация не должна придавать пиву какой-то особенный вкус или делать дрожжи «лучше». Дрожжи, выращенные в пропагаторе, сохраняют свойства своего штамма.

В нашем случае смысл технологии прежде всего в другом: взять меньше исходной культуры и постепенно получить необходимое для конкретной варки количество здоровых клеток.

Это позволяет избежать проблем, связанных с недостаточной нормой внесения дрожжей, а заодно даёт приятный экономический бонус (в условиях подорожания всего на свете - ой какая важная штука).

Мы можем покупать меньше готовых дрожжей у производителя и размножать их самостоятельно. В некоторых случаях это позволяет использовать более дорогие и интересные штаммы, которые, покупай мы нужное количество у поставщика, удорожало бы производство и конечный продукт.

Тема сложная и интересная, конечно. Да, я не микробиолог и довольно сильно все упростила (видели бы вы мое лицо, когда Дмитрий объяснял мне все с самого начала…), но мне не хотелось вас сильно грузить и, традиционно, старалась не напиздюнькать.

Всех обнимаю, пойду дальше для вас писать что-нибудь новенькое. Благодарю за ваше время и внимание, панамка наготове))

Возбудитель

Cибирская язва - прежде всего инфекция травоядных животных, которую вызывает бактерия Bacillus anthracis. В неблагоприятных условиях её вегетативные клетки образуют чрезвычайно устойчивые споры, способные десятилетиями сохраняться в окружающей среде. Человек обычно заражается не от другого человека, а при контакте с больным животным или продуктами животного происхождения.

Причём в зависимости от того, куда именно попали споры, болезнь может выглядеть совершенно по-разному.

Чаще всего встречается кожная форма. Споры проникают через повреждения кожи, а на месте заражения постепенно появляется характерная язва с чёрным центром. Это самая распространённая и наиболее благоприятная форма. Без лечения от неё погибает до 20% заболевших, но при своевременной антибиотикотерапии летальность очень низкая.

Если съесть заражённое мясо, может развиться желудочно-кишечная форма. Проявляется она болью в животе, рвотой, диареей и поражением кишечника. Эта форма уже значительно опаснее и без лечения она может приводить к смерти более чем в половине случаев.

А есть третий и самый необычный вариант - ингаляционная сибирская язва. Она возникает, когда человек вдыхает достаточно мелкие частицы со спорами B. anthracis. Споры достигают нижних отделов дыхательных путей, захватываются иммунными клетками и попадают в лимфатические узлы грудной клетки. Там бактерии начинают размножаться, инфекция распространяется по организму, развивается тяжёлое поражение средостения с отёком и кровоизлияниями, сепсис и шок.

Это самая опасная из основных форм заболевания. Без лечения ингаляционная сибирская язва почти всегда смертельна. Но даже при современной интенсивной терапии и антибиотиках выживаемость составляет лишь около 55%.

Так откуда тогда взялась вспышка посреди большого города?

Официальное объяснение властей заключалось в том, что в город попало мясо заражённых животных. И это звучало довольно правдоподобно, ведь B. anthracis встречается у сельскохозяйственных животных, человек может заразиться от них - то есть ничего необычного. Но несостыковки начались на этапе вскрытия тел погибших.

Одними из ключевых людей в этой истории стали свердловские патологоанатомы Фаина Абрамова и Лев Гринберг. Во время эпидемии они проводили вскрытия погибших, а позднее подробно проанализировали 42 случая.

У всех 42 погибших обнаружили характерное поражение лимфатических узлов и тканей между лёгкими - сильное воспаление, отёк и кровоизлияния. То есть именно то, что характерно для ингаляционной сибирской язвы. Поражения желудочно-кишечного тракта у части погибших тоже были, но их расположение и характер указывали на то, что они могли возникнуть уже вторично, после того как инфекция распространилась по организму с кровью.

С версией про заражённое мясо такая картина вязалась плохо. Зато прекрасно соответствовала заражению через дыхательные пути. Но если люди вдохнули споры, то откуда они взялись в воздухе Свердловска? Для поиска ответа понадобилось 13 лет.

Откуда дует ветер?

В 1992 и 1993 годах группа американских и российских исследователей во главе с гарвардским молекулярным биологом Мэтью Мезельсоном приехала в Екатеринбург.

Исследователи разыскивали семьи погибших и опрашивали их. Мезельсон позднее рассказывал, что команда опросила семьи 43 погибших, пытаясь установить не только домашний адрес человека, но, что гораздо важнее, где он находился днём в начале апреля 1979 года.

Почему это важно? Представим человека, который жил на другом конце Свердловска, но каждый день ездил работать на завод возле военного городка. Скорее всего, в рабочие дни днём он находился довольно далеко от домашнего адреса, а значит, и заразиться мог совсем в другом месте.

Поэтому исследователи отмечали на карте и место жительства, и место работы жертв. Конечно, отдельно учитывались люди, находившиеся в отпуске, пенсионеры, безработные и военные резервисты. А затем эти данные нанесли на карту и увидели очень странную картину.

Большинство людей в момент предполагаемого заражения находились внутри очень узкой зоны, протянувшейся через южную часть города. И начиналась эта зона практически у одного весьма примечательного места - военного городка №19.

За его ограждением располагался военный научно-исследовательский комплекс, работавший в том числе с Bacillus anthracis. То есть с той самой бактерией, которую обнаруживали в тканях погибших. Совпадение? Уже выглядит подозрительно. Но одного такого совпадения всё ещё недостаточно и нужен был какой-то независимый след.

И такой след нашёлся, но не среди людей. Исследователи посмотрели, что происходило весной 1979 года за пределами Свердловска. Оказалось, что в деревнях южнее города в то же время от сибирской язвы погибали коровы и овцы. Когда эти случаи нанесли на карту, они оказались примерно на продолжении той же узкой полосы. След заболевания тянулся от города на десятки километров.

Такую географию вспышки версией о заражённом мясе объяснить становилось всё труднее. Оставалось поднять старые метеорологические данные и оценить направление ветра.

И ветер стал новой уликой. Незадолго до начала вспышки ветер дул от военного объекта на юг, практически вдоль той самой линии, на которой находились заболевшие люди и животные.

Ну и тут пазл наконец сложился. Именно сочетание этих трёх независимых наблюдений - расположения людей, случаев среди животных и метеоданных, позволило группе Мэтью Мезельсона в 1994 году сделать вывод, что причиной эпидемии был аэрозольный выброс B. anthracis из военного объекта.

Что вообще представлял собой этот объект?

Военный городок №19 - это не просто одна секретная лаборатория, а довольно большой закрытый комплекс на южной окраине Свердловска. Он появился после войны, в конце 1940-х годов, в Чкаловском районе города. На его территории находились военный НИИ микробиологии и производственная площадка, где занимались военной микробиологией. К 1970-м годам одним из ключевых объектов работы стал Bacillus anthracis.

«Городок» действительно был городком. Согласно материалам расследования Мезельсона, в нем находилось множество зданий, в том числе четырёх- и пятиэтажные жилые дома примерно на 5000 жителей. То есть совсем рядом с секретным производством жили военнослужащие, сотрудники и их семьи.

И ученые здесь не просто изучали бактерию, как патоген. В Свердловске-19 (так называли закрытый городок) существовала производственная линия для получения сухих спор, пригодных для военного применения. Именно поэтому воздух, выходивший из производственных помещений, должен был проходить через систему фильтрации. Но, в один момент, видимо, что-то пошло не так.

Доподлинно неизвестно, что именно произошло с системой фильтрации. Наиболее известная версия появилась из позднейших свидетельств людей, связанных с советской программой. Согласно ей, во время технического обслуживания из системы вытяжной вентиляции сняли защитный фильтр. Информация о снятии фильтра не была должным образом передана следующей смене, производство запустили, и часть аэрозоля со спорами вышла наружу.

Возможно, конкретный механизм аварии был другим, но одно стало понятно - именно выброс спор из военного городка №19 стал причиной вспышки.

На этом история не закончилась

В 1992 году российские власти впервые публично признали, что причиной вспышки была авария на военном объекте. А через десятилетия учёные смогли получить ДНК Bacillus anthracis из сохранившихся образцов тканей людей, умерших во время вспышки, и реконструировать геном свердловского штамма.

Его сравнили с большой коллекцией геномов B. anthracis со всего мира. Оказалось, что свердловский вариант относится к Tsiankovskii subclade группы TEA 008/011 и особенно близок к нескольким известным азиатским лабораторным и вакцинным линиям, включая российский штамм Tsiankovskii.

Но это вовсе не означает, что «военные использовали вакцинный штамм». Авторы осторожно отмечают, что близость лабораторных линий может объясняться их происхождением от когда-то общего исходного материала.

Но главный вопрос другой - сделали ли советские учёные «суперсибирскую язву»? К моменту публикации уже было известно, что советская программа биологического оружия занималась в том числе генетическими манипуляциями с B. anthracis. Поэтому авторы специально искали признаки того, что свердловский производственный штамм мог быть модифицирован - например, чтобы получить устойчивость к антибиотикам или снизить эффективность вакцин.

И ничего такого в геноме не обнаружили.

Генетически свердловский штамм выглядел как вполне обычный природный вирулентный B. anthracis. Исследователи не нашли признаков инженерных изменений, которые могли бы объяснить устойчивость к антибиотикам или способность обходить существующие вакцины.

Конечно, по одному «сбежавшему» штамму невозможно судить обо всём, что разрабатывалось в закрытых лабораториях военного городка №19. Но конкретно бактерия, ставшая причиной Свердловской вспышки 1979 года, никакой «суперсибирской язвой» не была. Она была вполне обычной, но от этого не менее смертоносной.

Больше микробов — в моём ТГ-канале microbblog. Недавно там разбирались, откуда у коал хламидиоз и что происходит с микробиомом кишечника у любителей кофе.

Учёные обнаружили новый вид морского микроорганизма, который размножается необычным способом: внутри зрелой клетки формируется крупная полость, где развиваются новые дочерние клетки, после чего материнская клетка разрывается и выпускает их наружу. Исследователи сообщают, что такой механизм размножения ранее не был известен для этой группы организмов.

Новый вид относится к лабиринтуломицетам — группе морских микроорганизмов, участвующих в переработке органического вещества в солёных водоёмах. Они разлагают остатки растений и животных и тем самым возвращают питательные вещества в морские экосистемы. Некоторые представители этой группы также способны производить омега-3 жирные кислоты, включая докозагексаеновую кислоту DHA, содержащуюся в жирной рыбе, а также каротиноиды, используемые, в частности, как пищевые красители.

Исследователи назвали новый вид Caledochytrium aldermanii. Родовое название связано с Каледонией — латинским названием Шотландии, где микроорганизм обнаружили в трёх местах. Видовое название дано в честь доктора Дэвида Олдермана, чьи ранние работы по культивированию этого организма сделали последующее исследование возможным.

Необычный жизненный цикл отличается от привычного клеточного деления надвое. По словам профессора Университета Хериот-Уотта Питера Морриса, зрелая клетка сначала образует внутри себя большую камеру, в которой появляются полностью новые дочерние клетки. При этом некоторые из них ещё до выхода из материнской клетки уже содержат развивающееся следующее поколение.

Моррис сравнил этот механизм с ситуацией, встречающейся у некоторых видов тлей, особи которых могут появляться на свет уже с развивающимся потомством. В случае Caledochytrium aldermanii получается своеобразная система вложенных поколений, когда внутри материнской клетки формируются дочерние клетки, а внутри некоторых из них уже начинается развитие следующего поколения. Затем внешняя клетка разрушается и освобождает потомство.

Увидеть этот процесс удалось благодаря непосредственным наблюдениям за микроорганизмом. Доктор Джейн Полглейз, почти пять десятилетий изучающая лабиринтуломицеты и участвовавшая в основании компании Strameno вместе с Дэвидом Олдерманом и доктором Лидией Браун, отметила, что команда сознательно использовала не только генетические методы, но и классическое изучение морфологии и поведения клеток.

Именно этот подход позволил исследователям зафиксировать необычное размножение. При наблюдении под электронным микроскопом команда смогла увидеть формирование дочерних клеток внутри материнской. По словам Полглейз, исследователи «не могли поверить тому, что видят». Если бы работа ограничивалась только анализом ДНК, сам процесс, вероятно, остался бы незамеченным.

Caledochytrium aldermanii обнаружили в различных морских условиях. Микроорганизм находили в убежищах осьминогов, на радужной форели и в солончаковых болотах на восточном побережье Шотландии. Исследователи считают, что он участвует в переработке питательных веществ, разлагая материал животного и растительного происхождения.

Важную роль в этом процессе играет так называемая эктоплазматическая сеть — система мембранных структур, которую микроорганизм создаёт для перемещения, питания и поддержания плавучести. Переходя на новую поверхность, клетка оставляет часть этой сети позади. Остаточный материал могут поедать морские личинки, благодаря чему содержащиеся в нём белки и липиды переходят на следующие уровни пищевой цепи.

Новый вид представляет интерес не только с точки зрения фундаментальной биологии. Исследователи установили, что примерно 50% его состава приходится на белок. В сочетании со способностью родственных лабиринтуломицетов синтезировать ценные жирные кислоты и пигменты это делает организм потенциально интересным для биотехнологии.

Среди возможных направлений применения учёные называют пищевые добавки, компоненты детских смесей и аквакультуру. Однако для промышленного использования необходимо подробно разобраться в жизненном цикле организма и условиях, при которых он наиболее эффективно растёт и размножается.

Питер Моррис отметил, что понимание механизма размножения Caledochytrium aldermanii особенно важно для оценки его возможностей в коммерческом выращивании, включая использование в аквакультуре. После завершения нынешнего этапа работы исследователи Университета Хериот-Уотта и Strameno рассчитывают, что изучение нового вида продолжат и другие научные группы.

Исследование стало результатом длительного сотрудничества Университета Хериот-Уотта, созданной при нём компании Strameno, британского Центра наук об окружающей среде, рыболовстве и аквакультуре CEFAS в Уэймуте и Института аквакультуры Стерлингского университета.

Открытие показывает, что даже у сравнительно малоизученных морских микроорганизмов могут существовать жизненные циклы, заметно отличающиеся от привычных моделей клеточного размножения. Дальнейшее исследование Caledochytrium aldermanii должно помочь определить его роль в морских пищевых сетях и оценить возможность практического использования.

Взято с сайта New-Science.ru

Исследование опубликовано в журнале Protist.