Культура микроорганизмов

КУЛЬТУРА МИКРООРГАНИЗМОВ, популяции микроорганизмов (бактерии, археи, микроскопические грибы и водоросли, простейшие), выращенных на поверхности или в толще питательной среды, которая содержит все необходимые для их роста и развития вещества. Первично выделенная из каких-либо источников (воды, почвы, воздуха или другой среды) культура обычно неоднородна по видовому составу организмов и называется смешанной (исследования, проводимые на смешанных культурах, позволяют, например, оценить формы взаимодействия микроорганизмов в местах их естественного обитания). Уже во 2-й половине 19 века стало очевидным, что изучать физиологические и биохимические особенности микроорганизмов можно, используя только чистые (аксенические) культуры, включающие представителей одного вида; были разработаны методы их выращивания на плотных питательных средах на основе агара или желатина. В процессе роста и размножения микроорганизмов на плотных средах образуются видимые невооружённым глазом скопления клеток – колонии. Их величина, характер поверхности, консистенция, пигментация и ряд других признаков, как правило, имеют специфические для каждого вида микроорганизмов особенности. Чистые культуры получают из так называемой накопительной культуры, в которой преобладают представители одной физиологической группы или одного вида. Сущность метода накопительных культур микроорганизмов (введён в практику микробиологических исследований С. Н. Виноградским и М. Бейеринком) заключается в создании элективных (избирательных) условий, обеспечивающих преимущественное развитие «нужных» организмов из смешанной популяции. Такие условия создаются чаще всего подбором соответствующих питательных сред, поскольку различные микроорганизмы предъявляют неодинаковые требования к источникам питания. Кроме того, учитывается их отношение к аэрации, температуре, кислотности среды, освещённости и др. Для выделения чистой культуры производят отбор из отдельной колонии клеток или получают потомков одной клетки (клон). В первом случае клетки отдельной колонии с характерными свойствами пересевают на (или в) новую питательную среду, а для получения клона используют микроманипулятор, микроселектор и другие технические средства, позволяющие отделить одну клетку от остальных клеток популяции под контролем микроскопа, а затем перенести её в соответствующие условия для размножения. Если в культуре развиваются представители только двух видов, причём их специально поддерживают в ассоциации друг с другом, то такая культура называется двухкомпонентной.

Культуру микроорганизмов поддерживают, периодически пересевая на свежую питательную среду или предохраняя питательные среды от высыхания (под минеральным маслом), тормозя процессы метаболизма (например, путём понижения температуры). При необходимости длительного хранения культуры подвергают лиофильной сушке (в вакууме) в специальных защитных средах, запаивают в ампулы в присутствии специальных криопротекторов, а затем хранят при температуре -70°С (в твёрдом диоксиде углерода) или при -196°С (в жидком азоте). Культура микроорганизмов широко используется в научных исследованиях и микробиологической промышленности. Чистые культуры микроорганизмов являются основой промышленного получения многих антибиотиков, витаминов, вакцин, ферментов, органических кислот и других соединений, а также молочных продуктов, биологических удобрений, пекарских дрожжей, пива и т.д. Смешанные культуры применяются для очистки бытовых и промышленных сточных вод, борьбы с загрязнениями почвы и воды нефтью, для бактериального выщелачивания металлов и др.

Лит.: Перт С. Дж. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. М., 1978; Современная микробиология: Прокариоты. М., 2005. Т. 1-2.