Организация, в которой проходила защита:МГУ имени М.В. Ломоносова,
физический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова
Год защиты:2023
Аннотация:Поверхностная мембрана клетки играет важную роль для ее
жизненных функций, и изучение ее структуры необходимо для
понимания клеточной активности. Поэтому крайне важно разработать
методологии исследований, которые могут лучше изучить строение и
свойства клеточных мембран. Сканирующая зондовая микроскопия
предлагает широкий спектр инструментов для исследования
бактериальных клеток. Используя эту технику, можно получить
трехмерное изображение с нанометровой точностью. Можно построить
карту локальных механических характеристик поверхности, таких как
жесткость, трение, адгезия, износостойкость и сопротивление разрушению.
Наблюдения за живыми бактериями можно проводить в динамических
средах, включая как воздух, так и жидкие среды.
Размеры бактерий являются важным количественным параметром,
широко используемым определителями бактерий при их классификации.
Определение изменений в линейных параметрах бактерий, имеющих место
на границе бактерия-субстрат при высушивании, позволяет получить
дополнительную информацию о механических, структурных, адгезивных
свойствах бактериальных клеток. В этом определяющую роль играют
свойства поверхности бактериальной клетки, а именно химический
состав, его неоднородность по площади поверхности, шероховатость,
гидрофильность или гидрофобность в зависимости от условий среды.
Сканирующая зондовая микроскопия — это мощный
метод визуализации, который позволяет с высокой точностью
исследовать структуру поверхности бактериальных клеток. Он работает
с использованием острого зонда, который сканирует поверхность
образца, определяя его топографию и механические свойства. В процессе
2
сканирования создается трехмерное изображение клеточной мембраны,
что позволяет исследователям наблюдать ее особенности на наноуровне.
Сканирующая зондовая микроскопия — это универсальный метод, который позволяет проводить
наблюдения за живыми бактериями в динамических средах, включая
как воздух, так и жидкие среды. Изучая бактериальные клетки в их
естественной среде, можно лучше понять их поведение и взаимодействие
с другими организмами. Эта информация может быть использована для
разработки новых методов лечения бактериальных инфекций и других
заболеваний.
С помощь СЗМ можно в том числе исследовать изменения контурных
размеров бактерий в процессе высыхания. С помощью этих данных можно
исследовать эластичность стенки бактерии, подсчитать потерю влаги и
даже установить механизм высыхания.
В ходе данной работы была проведена модернизация сканирующего
зондового микроскопа FemtoScan X, и для примера применения СЗМ-
метода были исследованы процессы спорообразования Brevibacillus
laterosporus и высыхания Escherichia coli.