Сбалансированный и несбалансированный рост, синхронные культуры

При сбалансированном росте увеличение всех веществ и структур клеток происходит пропорционально. Рост становится несбалансированным, и некоторые продукты метаболизма могут преобладать, если в среде есть нехватка или избыток какого-либо биогенного элемента. В биотехнологии этот прием используют для направленного сверхсинтеза необходимых соединений (например, микробных полисахаридов при резком увеличении соотношения С: N в среде культивирования).

Иногда необходимо, чтобы все клетки в популяции делились одновременно (синхронно). Для этого прибегают к различным приемам для получения синхронных культур:

• 1) получают клетки одного размера путем фильтрации или дифференциального центрифугирования;
• 2) резко изменяют температуру инкубации;
• 3) воздействуют светом и т. д.

При этом кривая роста выглядит ступенчатой (рис. 5.8).

Рис. 5.8. Кривая роста синхронной культуры.

Обычно удается синхронизировать не более трех делений, а потом культура снова переходит к асинхронному делению.

Некультивируемое состояние микроорганизмов

Некультивируемое состояние — это особое физиологическое состояние, при котором живые клетки не дают колоний на пригодных для них лабораторных средах. Многие микроорганизмы в природных местообитаниях, наблюдаемые под микроскопом как живые, находятся в некультивируемой форме. Например, возбудители сальмонеллеза и холеры постоянно образуют некультивируемые формы, находясь вне организма человека. Предполагают, что переход в некультивируемое состояние происходит в результате «голодного стресса». Недостаток питательных веществ в природных эконишах приводит к замедлению метаболических процессов. Механизм перехода в некультивируемую форму и обратно не изучен, но есть данные о том, что этот процесс запрограммирован в геноме микроорганизмов. Некультивируемые формы микроорганизмов в природных образцах изучают путем прямого наблюдения и с помощью методов молекулярного анализа состава нуклеиновых кислот образца.