Dissociation of Мycobacterium bovis: morphology, biological properties and lipids

Abstract

The article presents the results of investigations concerning the cleavage of avirulent cells from the virulent epizootic strain M. bovis during the 20 month storage at low positive temperatures (2-3°С). It was preceded by a 116-fold reinoculation of the suspension of the virulent culture into a dense nutrient medium. Mycobacteria of the detected colonies have acquired new features and properties. It was noted that in the second and subsequent generations, mycobacteria appeared in the form of non-acid resistant grains and short rod-shaped bacteria and L-forms of the protoplastic (spheroplastic) type. The change in morphology was accompanied by the emergence in mycobacteria of the ability to be grown on chemically simple nutrient media. Different morphological forms of mycobacteria were found in the elective dense nutrient medium at 3°С and 37°С cultivation: at 3°С – irrespective of the initial morphological forms, non-acid-resistаnt short rod-shaped bacteria and grains were generated in dynamics; at 37°С – L-shaped protoplastic (spheroplastic) type and elementary small bodies. The appearance of the latter in culture has changed the nature of its growth. It is shown that qualitative processes of morphological forms of the biological cycle of mycobacteria occur on the background of quantitative changes in the chemical composition, in particular lipids. The content of total lipids decreased, at the stability of the quality of the fractions of total lipids. Differences in the ratio of unsaturated to saturated fatty acids in pathogenic and non-pathogenic mycobacteria have been established. Long-chain acids with a content of 26-27 carbon atoms, regardless of the temperature of cultivation, disappeared in the dissociative forms. The biological cycle of the development of dissociative M. bovis at different temperatures of cultivation with properties distinct from the parent strain, characterizes the wider possibilities of the investigated microorganism as it is known today. У дослідженнях показано відщеплення авірулентних клітин від вірулентного епізоотичного штаму M. bovis впродовж 20 місячного зберігання за умови низьких плюсових температур (2–3 ˚С). Передувало цьому 116-ти разове пересівання завису вірулентної культури на щільне живильне середовище. Мікобактерії виявлених колоній набули нових ознак та властивостей. Відмічено, що в другій і наступній генераціях виявлялися мікобактерії у вигляді некислотостійких зерен та коротких паличок й L-форм протопластного (сферопластного) типу. Зміна морфології супроводжувалася появою у мікобактерій здатності культивуватися на хімічно простих живильних середовищах. На щільному живильному середовищі за 3 і 37 ˚С культивування виявляються відмінні морфологічні форми мікобактерій: за 3 ˚С − незалежно від вихідних морфологічних форм генерувалися в динаміці некислотостійкі короткі палички та зерна; за 37 ˚С – L-форми протопластного (сферопластного) типу та елементарні тільця. Поява останніх в культурі змінювала характер її росту. Показано, що якісні процеси морфологічних форм біологічного циклу мікобактерій відбуваються на тлі кількісних змін в хімічному складі, зокрема ліпідів. Знижувався вміст загальних ліпідів, за стабільності якості фракцій загальних ліпідів. Встановлено відмінності у співвідношенні ненасичених до насичених жирних кислот у патогенних та непатогенних мікобактерій. У дисоціативних форм зникли довголанцюгові кислоти зі вмістом 26-27 атомів вуглецю, незалежно від температури культивування. Біологічний цикл розвитку дисоціативних M. bovis за різних температур культивування з властивостями, відмінними від материнського штаму, характеризує більш широкі можливості досліджуваного мікроорганізму чим це відомо до сьогодні.