1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Российские нанотехнологии
  4. T. 18, № 3, 2023

Российские нанотехнологии, 2023, T. 18, № 3, стр. 377-392

Генерация биогенных наночастиц металлов de novo как индикатор метаболической активности клеток

Д. А. Складнев 1, *, В. В. Сорокин 1

1 Фeдеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” РАН, Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского
Москва, Россия

* E-mail: skladda@gmail.com

Поступила в редакцию 13.03.2023
После доработки 14.04.2023
Принята к публикации 14.04.2023

Аннотация

Динамика генерации de novo биогенных наночастиц металлов четко отражает особенности взаимодействия исследуемых клеток с катионами. На основании этого разработан методический подход, позволяющий оценивать уровень метаболической активности клеток по результатам измерения линейных параметров биогенных наночастиц металлов, формирующихся in situ за минуты (DBNG – detection of biogenic nanoparticles generation/growth). Показаны примеры практического использования данного исследовательского подхода, дающего возможность обнаруживать контаминацию ростовых сред, оценивать физиологическое состояние чистых культур микроорганизмов в ходе их культивирования, сравнивать физиологическое состояние природных микробных сообществ в изменяющихся экологических условиях, выявлять метаболические различия при сравнении генетически близкородственных культур микроорганизмов, проводить поиск культур с повышенным уровнем целевых метаболических активностей для практического использования, дифференцировать различные типы опухолевых тканей человека.

Список литературы

  1. Loh N.D., Sen S., Bosman M. et al. // Nat. Chem. 2016. https://doi.org/10.1038/NCHEM.2618

  2. Tan S., Chee S., Lin G. et al. // Acc. Chem. Res. 2017. V. 50. № 6. P. 1303. https://doi.org/10.1021/acs.accounts.7b00063

  3. Luo B., Smith J.W., Ou Z. et al. // Acc. Chem. Res. 2017. V. 50. № 5. P. 1125.https://doi.org/10.1021/acs.accounts.7b00048

  4. Roy A., Pandit, Gacem A. et al. // Hindawi Bioinorg. Chem. Appl. 2022. Art. 8184217. https://doi.org/10.1155/2022/8184217

  5. Wang J., Lin X., Shu T. et al. // Int. J. Mol. Sci. 2019. V. 20. P. 1891. https://doi.org/10.3390/md17050300

  6. Xia Y., Xiong Y., Lim B. et al. // Angew Chem. Int. Ed. Engl. 2009. V. 48. № 1. P. 60. https://doi.org/10.1002/anie.200802248

  7. Zhou Y., Wang H., Lin W. et al. // J. Colloid Interface Sci. 2013. V. 407. P. 8. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2013.06.053

  8. Jones M.R., Song X., Chen Q. // Nat. Commun. 2017. V. 2. № 8. P. 761. https://doi.org/10.1038/s41467-017-00857-1

  9. Deeba F., Parveen S., Rashid R. et al. // J. Oleo Sci. 2023. V. 72. № 4. P. 429. https://doi.org/10.5650/jos.ess22380

  10. Liu M., Tang F., Yang Z. et al. // J. Analyt. Meth. Chem. 2019. Art. 1095148. https://doi.org/10.1155/2019/1095148

  11. Kowalczyk P., Szymczak M., Maciejewska M. et al. // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. P. 854. https://doi.org/10.3390/ijms22020854

  12. Longo E., Avansi W., Bettini J. et al. // Sci. Rep. 2015. V. 6. P. 21498. https://doi.org/10.1038/srep21498

  13. Roy D., Palb A., Pal T. // RSC Adv. 2022. V. 12. P. 12116. https://doi.org/10.1039/d2ra00403h

  14. Xie Y., Dong H., Zeng G. et al. // J. Hazard. Mater. 2017. V. 321. № 3. P. 90. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2016.09.028

  15. Navarro G., Alpaslan E., Wang M. et al. // Mater. Sci. Eng. C. 2019. V. 99. P. 685. https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.01.134

  16. Miu B.A., Dinischiotu A. // Molecules. 2022. V. 27. P. 6472. https://doi.org/10.3390/molecules27196472

  17. Qamer S., Romli M.H., Che-Hamzah F. et al. // Molecules. 2021. V. 26. P. 5057. https://doi.org/10.3390/molecules26165057

  18. Carmona M., Poblete-Castro I., Rai M. et al. // Microbiol. Biotechnol. 2023. Mar. 25. https://doi.org/10.1111/1751-7915.14254

  19. Sorokin V.V., Skladnev D.A., Volkov V.V. et al. // Dokl. Biol. Sci. 2013. V. 452. P. 325. https://doi.org/10.1134/S0012496613050153

  20. Tyupa D.V., Kalenov S.V., Baurina M.M. et al. // Enzyme Microbial Technol. 2016. https://doi.org/10.1016/j.enzmictec.2016.10.008

  21. Skladnev D.A., Vasilyeva L.V., Berestovskaya Yu.Yu. et al. // Front. Astron. Space Sci. 2020. V. 7. P. 59. https://doi.org/10.3389/fspas.2020.00059

  22. Skladnev D.A., Sorokin V.V., Gromova A.S. et al. // J. Microbiol. Biotechnol. 2022. V. 7. № 4. P. 24. https://doi.org/10.23880/oajmb-16000240

  23. Angelikopoulos P., Sarkisov L., Cournia Z. et al. // Nanoscale. 2017. V. 9. № 3. P. 1040. https://doi.org/10.1039/c6nr05853a

  24. Ballottin D., Fulaz S., Souza M.L. et al. // Nanoscale Res. Lett. 2016. V. 11. P. 313. https://doi.org/10.1186/s11671-016-1538-y

  25. Deng H., Yu H. // Materials. 2019. V. 12. P. 2592. https://doi.org/10.3390/ma12162592

  26. Sorokin V., Pshenichnikova A., Kalenov S. et al. // Trace Element Res. 2020. V. 193. P. 564. https://doi.org/10.1007/s12011-019-01740-4

  27. Zinjarde S., Apte M., Mohite P. et al. // Biotechnol. Adv. 2014. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2014.04.008

  28. Doronina N., Ivanova A., Trotsenko Y. et al. // Syst. Appl. Microbiol. 2005. V. 28. № 4. P. 303. https://doi.org/10.1016/j.syapm.2005.02.002

  29. Саакян С.В., Складнев Д.А., Алексеева А.П. и др. // Head and Neck. Russian J. 2022. № 10 (2). Прил. 2. С. 94. https://doi.org/10.25792/HN.2022.10.2.S2.94-97

  30. Svergun D.I., Konarev P.V., Volkov V.V. et al. // J. Chem. Phys. 2000. V. 113. P. 1651. https://doi.org/10.1063/1.481954

  31. Kaur A., Pan M., Meislin M. et al. // Genome Res. 2006. V. 16. P. 841. https://doi.org/10.1101/gr.5189606

  32. Gadd G.M. // Microbiology. 2010. V. 156. P. 609. https://doi.org/10.1099/mic.0.037143-0

  33. Belova S.E., Fedotova A.V., Dedysh S.N. // Microbiology. 2012. V. 81. P. 614. https://doi.org/10.1134/S0026261712050050

  34. Liu J., Li B., Wang Y. et al. // Env. Int. 2019. V. 131. P. 104998. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.104998

  35. Kuznetsov B.A., Davydova M.E., Shleeva M.O. et al. // Bioelectrochemistry. 2004. V. 64. № 2. P. 125. https://doi.org/10.1016/j.bioelechem.2004.05.001

  36. Skladnev D.A., Mulyukin A.L., Filippova S.N. et al. // Microbiology. 2016. V. 85. № 5. P. 580. https://doi.org/10.7868/S0026365616050165

  37. Love A.J., Makarov V., Yaminsky I. et al. // Virology. 2014. V. 449. P. 133. https://doi.org/10.1016/j.virol.2013.11.002

  38. Wang L., Liu Z., Xu C. et al. // J. Virol. Methods. 2017. V. 243. P. 113. https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2017.01.010

  39. Kobayashi M., Tomita S., Sawada K. et al. // Opt. Express. 2012. V. 20. № 22. P. 24856. https://doi.org/10.1364/OE.20.024856

  40. Мулюкин А.Л., Сорокин В.В., Воробьёва Е.А. и др. // Микробиология. 2002. Т. 71. № 6. С. 836. https://doi.org/10.1023/A:1021444309796

  41. Andersen D.T., Sumner D.Y., Hawes I. et al. // Geobiology. 2011. V. 9. P. 280. https://doi.org/10.1111/j.1472-4669.2011.00279.x

  42. Anisimkin V.I., Kuznetsova I.E., Kolesov V.V. et al. // Ultrasonics. 2015. V. 62. № 9. P. 156. https://doi.org/10.1016/j.ultras.2015.05.012

  43. Chiesa E., Dorati R., Pisani S. et al. // Pharmaceutics. 2018. V. 10. P. 267. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics10040267

  44. Qamar A.Z., Shamsi M.H. // Micromachines. 2020. V. 11. P. 126. https://doi.org/10.3390/mi11020126

  45. Складнев Д.А., Карлов С.П., Анисимкин В.И. и др. // РЭНСИТ: Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии. 2022. № 14 (4). С. 393. https://doi.org/10.17725/rensit.2022.14.393

  46. Han X., Liu K., Sun C. // Materials. 2019. V. 12. P. 1411. https://doi.org/10.1080/14686996.2018.1553108

  47. Agnihotri M., Joshi B., Rumar A.R. et al. // Mater. Lett. 2009. V. 63. № 15. P. 1231. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2009.02.042

  48. Vyazmin A., Pokusaev B., Karlov S. et al. // Chem. Eng. Trans. 2021. V. 84. P. 73. https://doi.org/10.3303/CET2184013

  49. Heiden M.G.V., DeBerardinis R.J. // Cell. 2017. V. 168. № 4. P. 657. https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.12.039

  50. Мякошина Е.Б., Саакян С.В. // Клиническая офтальмология. 2022. № 22 (4). С. 216. https://doi.org/10.32364/2311-7729-2022-22-4-216-223

  51. Саакян С.В., Алексеева А.П., Складнев Д.А. и др. // Нанобиотехнологический способ экспресс-диагностики злокачественных опухолей век и конъюнктивы. Пат. 2776647 (Россия). 2022.

  52. Klyushnik T.P., Androsova L.V., Simashkova N.V. et al. // Neurosci. Behav. Physiol. 2013. V. 43. № 1. P. 84. https://doi.org/10.1007/s11055-012-9695-7

  53. Maas S.L., Soehnlein O., Viola J.R. // Front. Immunol. 2018. V. 9. P. 2739. https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.02739

  54. Складнев Д.А., Сорокин В.В., Куликов Е.Е. и др. // Нанотехника. 2013. № 2. С. 12.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Российские нанотехнологии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал