ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ АПРОБАЦИЯ МЕТОДА ПОИСКА ПЛОТНОСТНЫХ КОНТРОЛИРУЮЩИХ РОСТ ФАКТОРОВ В МИКРОБНЫХ ПОПУЛЯЦИЯХ
Адамович В. В., Рогозин Д. Ю., Дегерменджи А. Г.
Институт биофизики СО РАН, 660036, Красноярск, Академгородок
В докладе представлены
первые экспериментальные результаты апробации разработанного авторами
метода поиска плотностных контролирующих рост факторов (ПКРФ)
в микробных популяциях и сообществах. Под ПКРФ понимаются плотностнозависимые
физико-химические факторы среды, определяющие значение удельной
скорости роста микроорганизмов. Одним из составляющих метода является
понятие коэффициента чувствительности (КЧ) стационарной концентрации
фактора к его изменению на входе в хемостат. КЧ определяет степень
регулирования роста микроорганизмов исследуемым фактором. Значение
КЧ лежит в пределах от 0 до 1, что соответствует максимальному
и минимальному уровню регуляции. Ранее доказана теорема "квантования"
КЧ, позволяющая определять полноту списка изученных ПКРФ и заключающаяся
в равенстве суммы КЧ всех ПКРФ, разности числа этих факторов и
числа видов в исследуемом сообществе. Метод
впервые апробирован на непрерывной культуре дрожжей
Candida utilis.
В качестве предполагаемых ПКРФ выбраны концентрация глюкозы и
рН среды в кислой области. Исследованы области регулирования данными
факторами. При рН более 2,3 единственным регулятором является
концентрация глюкозы, когда КЧ по глюкозе равен 0, а КЧ по рН -
1. При рН менее 2,3 проявляется регулирующее влияние ионов водорода,
когда КЧ этого фактора становится менее 1. Для отдельных стационарных
состояний показана выполнимость теоремы "квантования"
КЧ, что говорит о полноте списка изученных ПКРФ. Обнаружено явление
изменения коэффициента трансформации ПКРФ при изменении его входной
концентрации. Это явление значительно влияет на значение соответствующего
КЧ и возможность его использования для определения уровня лимитирования,
нарушает экспериментальное выполнение теоремы квантования. Проведено
теоретическое исследование возможных значений КЧ изученной системы.
Показано, что рН среды может оказывать значительное регулирующее
влияние в очень узкой области, близкой к области вымывания культуры.
Теоретические результаты качественно совпадают с экспериментальными
и первый опыт апробации метода поиска ПКРФ можно считать положительным.