Սինթետիկ թունաքիմիկատների լայն տարածումը հանգեցրել է բազմաթիվ խնդիրների, այդ թվում՝ դիմացկուն օրգանիզմների ի հայտ գալուն, շրջակա միջավայրի քայքայմանը և մարդու առողջությանը վնաս հասցնելուն։ Հետևաբար, նոր մանրէայինթունաքիմիկատներԱնհապաղ անհրաժեշտ են մարդու առողջության և շրջակա միջավայրի համար անվտանգ նյութեր: Այս ուսումնասիրության մեջ Enterobacter cloacae SJ2-ի կողմից արտադրված ռամնոլիպիդային կենսամակերևութային ակտիվ նյութը օգտագործվել է մոծակի (Culex quinquefasciatus) և տերմիտների (Odontotermes obesus) թրթուրների թունավորությունը գնահատելու համար: Արդյունքները ցույց տվեցին, որ բուժումների միջև գոյություն ունի դեղաչափից կախված մահացության մակարդակ: Տերմիտների և մոծակի թրթուրային կենսամակերևութային ակտիվ նյութերի LC50 (50% մահացու կոնցենտրացիա) արժեքը 48 ժամվա ընթացքում որոշվել է ոչ գծային ռեգրեսիոն կորի հարմարեցման մեթոդով: Արդյունքները ցույց տվեցին, որ կենսամակերևութային ակտիվ նյութի թրթուրասպան և հակատերմիտային ակտիվության 48-ժամյա LC50 արժեքները (95% վստահության միջակայք) համապատասխանաբար կազմել են 26.49 մգ/լ (25.40-ից 27.57 միջակայք) և 33.43 մգ/լ (31.09-ից 35.68 միջակայք): Հյուսվածաբանական հետազոտության համաձայն, կենսամակերևութային ակտիվ նյութերով բուժումը լուրջ վնաս է հասցրել թրթուրների և տերմիտների օրգանելային հյուսվածքներին: Այս ուսումնասիրության արդյունքները ցույց են տալիս, որ Enterobacter cloacae SJ2-ի կողմից արտադրվող մանրէային կենսամակերևութային ակտիվ նյութը գերազանց և պոտենցիալ արդյունավետ գործիք է Cx quinquefasciatus-ի և O. obesus-ի դեմ պայքարի համար։
Արևադարձային երկրներում մեծ թվով մոծակների միջոցով փոխանցվող հիվանդություններ են հանդիպում1: Մոծակների միջոցով փոխանցվող հիվանդությունների արդիականությունը լայն տարածում ունի: Ամեն տարի մալարիայից մահանում է ավելի քան 400,000 մարդ, և որոշ խոշոր քաղաքներում բռնկվում են լուրջ հիվանդությունների համաճարակներ, ինչպիսիք են դենգեի տենդը, դեղին տենդը, չիկունգունյան և Զիկան:2 Վեկտորային հիվանդությունները կապված են աշխարհում վարակների վեցերորդի հետ, որոնցից ամենատարածված դեպքերը մոծակներն են3,4: Culex-ը, Anopheles-ը և Aedes-ը մոծակների երեք ցեղերն են, որոնք առավել հաճախ կապված են հիվանդությունների փոխանցման հետ5: Դենգեի տենդի՝ Aedes aegypti մոծակի միջոցով փոխանցվող վարակի, տարածվածությունը վերջին տասնամյակում աճել է և լուրջ հանրային առողջության սպառնալիք է ներկայացնում4,7,8: Առողջապահության համաշխարհային կազմակերպության (ԱՀԿ) տվյալներով՝ աշխարհի բնակչության ավելի քան 40%-ը դենգեի տենդի ռիսկի տակ է, տարեկան ավելի քան 100 երկրներում գրանցվում է 50-100 միլիոն նոր դեպք9,10,11: Դենգեի տենդը դարձել է հանրային առողջապահության լուրջ խնդիր, քանի որ դրա տարածվածությունն ամբողջ աշխարհում աճել է12,13,14: Anopheles gambiae-ն, որը հայտնի է որպես աֆրիկյան Anopheles մոծակ, մարդու մալարիայի ամենակարևոր փոխանցողն է արևադարձային և մերձարևադարձային շրջաններում15: Արևմտյան Նեղոսի վիրուսը, Սուրբ Լուիսի էնցեֆալիտը, ճապոնական էնցեֆալիտը և ձիերի ու թռչունների վիրուսային վարակները փոխանցվում են Culex մոծակների միջոցով, որոնք հաճախ անվանում են սովորական տնային մոծակներ: Բացի այդ, նրանք նաև բակտերիալ և մակաբուծային հիվանդությունների կրողներ են16: Աշխարհում կա տերմիտների ավելի քան 3000 տեսակ, և դրանք գոյություն ունեն ավելի քան 150 միլիոն տարի17: Վնասատուների մեծ մասը ապրում է հողում և սնվում է փայտով և ցելյուլոզ պարունակող փայտանյութով: Հնդկական Odontotermes obesus տերմիտը կարևոր վնասատու է, որը լուրջ վնաս է հասցնում կարևոր մշակաբույսերին և տնկարկային ծառերին18: Գյուղատնտեսական տարածքներում տերմիտների տարբեր փուլերում վարակը կարող է հսկայական տնտեսական վնաս հասցնել տարբեր մշակաբույսերի, ծառատեսակների և շինանյութերի: Տերմիտները կարող են նաև մարդու առողջության հետ կապված խնդիրներ առաջացնել19:
Այսօրվա դեղագործական և գյուղատնտեսական ոլորտներում միկրոօրգանիզմների և վնասատուների դիմադրության հարցը բարդ է20,21: Հետևաբար, երկու ընկերություններն էլ պետք է փնտրեն նոր, ծախսարդյունավետ հակամանրէային միջոցներ և անվտանգ կենսամակերևութային վնասատուներ: Սինթետիկ թունաքիմիկատներն այժմ հասանելի են, և ապացուցվել է, որ դրանք վարակիչ են և վանում են ոչ թիրախային օգտակար միջատներին22: Վերջին տարիներին կենսամակերևութային ակտիվ նյութերի վերաբերյալ հետազոտությունները ընդլայնվել են՝ տարբեր ոլորտներում դրանց կիրառման շնորհիվ: Կենսամակերևութային ակտիվ նյութերը շատ օգտակար և կենսական նշանակություն ունեն գյուղատնտեսության, հողի վերականգնման, նավթի արդյունահանման, մանրէների և միջատների հեռացման, ինչպես նաև սննդի վերամշակման մեջ23,24: Կենսամակերևութային ակտիվ նյութերը կամ մանրէային մակերևութային ակտիվ նյութերը կենսամակերևութային ակտիվ քիմիական նյութեր են, որոնք արտադրվում են միկրոօրգանիզմների, ինչպիսիք են մանրէները, խմորիչները և սնկերը, կողմից ափամերձ բնակավայրերում և նավթով աղտոտված տարածքներում25,26: Քիմիական եղանակով ստացված մակերևութային ակտիվ նյութերը և կենսամակերևութային ակտիվ նյութերը երկու տեսակ են, որոնք ստացվում են անմիջապես բնական միջավայրից27: Տարբեր կենսամակերևութային ակտիվ նյութեր ստացվում են ծովային բնակավայրերից28,29: Հետևաբար, գիտնականները փնտրում են բնական մանրէների վրա հիմնված կենսամակերևութային ակտիվ նյութերի արտադրության նոր տեխնոլոգիաներ30,31: Նման հետազոտությունների առաջընթացը ցույց է տալիս այս կենսաբանական միացությունների կարևորությունը շրջակա միջավայրի պաշտպանության համար32: Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Alcaligenes, Corynebacterium և այս բակտերիալ ցեղերը լավ ուսումնասիրված ներկայացուցիչներ են23,33:
Կան կենսամակերևութային ակտիվ նյութերի բազմաթիվ տեսակներ՝ լայն կիրառման շրջանակով34: Այս միացությունների էական առավելությունն այն է, որ դրանցից մի քանիսն ունեն հակաբակտերիալ, թրթուրասպան և միջատասպան ակտիվություն: Սա նշանակում է, որ դրանք կարող են օգտագործվել գյուղատնտեսական, քիմիական, դեղագործական և կոսմետիկ արդյունաբերություններում35,36,37,38: Քանի որ կենսամակերևութային ակտիվ նյութերը, որպես կանոն, կենսաքայքայվող են և շրջակա միջավայրի համար օգտակար, դրանք օգտագործվում են վնասատուների դեմ պայքարի ինտեգրված ծրագրերում՝ մշակաբույսերը պաշտպանելու համար39: Այսպիսով, ձեռք են բերվել հիմնական գիտելիքներ Enterobacter cloacae SJ2-ի կողմից արտադրվող մանրէային կենսամակերևութային ակտիվ նյութերի թրթուրասպան և հակատերմիտային ակտիվության մասին: Մենք ուսումնասիրել ենք մահացությունը և հյուսվածաբանական փոփոխությունները ռամնոլիպիդային կենսամակերևութային ակտիվ նյութերի տարբեր կոնցենտրացիաների ազդեցության տակ: Բացի այդ, մենք գնահատել ենք լայնորեն օգտագործվող քանակական կառուցվածք-ակտիվություն (QSAR) համակարգչային ծրագիրը՝ միկրոջրիմուռների, դաֆնիաների և ձկների սուր թունավորությունը որոշելու համար:
Այս ուսումնասիրության մեջ մաքրված կենսամակերևութային ակտիվ նյութերի հակատերմիտային ակտիվությունը (թունավորությունը) տարբեր կոնցենտրացիաներով՝ 30-ից մինչև 50 մգ/մլ (5 մգ/մլ ընդմիջումներով) ստուգվել է հնդկական տերմիտների՝ O. obesus-ի և չորրորդ տեսակի նկատմամբ: Գնահատել Cx դասի թրթուրները: Quinquefasciatus մոծակների թրթուրները: Կենսամարմնային ակտիվ նյութի LC50 կոնցենտրացիաները 48 ժամվա ընթացքում O. obesus-ի և Cx-ի նկատմամբ: C. solanacearum-ի նկատմամբ: Մոծակների թրթուրները նույնականացվել են ոչ գծային ռեգրեսիոն կորի հարմարեցման մեթոդով: Արդյունքները ցույց են տվել, որ տերմիտների մահացությունը մեծացել է կենսամակերևութային ակտիվ նյութի կոնցենտրացիայի աճին զուգընթաց: Արդյունքները ցույց տվեցին, որ կենսամակերևութային ակտիվ նյութն ունի թրթուրասպան ակտիվություն (Նկար 1) և հակատերմիտային ակտիվություն (Նկար 2), 48-ժամյա LC50 արժեքներով (95% վստահության միջակայք) համապատասխանաբար 26.49 մգ/լ (25.40-ից 27.57 մ) և 33.43 մգ/լ (Նկար 31.09-ից 35.68) (աղյուսակ 1): Սուր թունավորության առումով (48 ժամ) կենսամակերևութային ակտիվ նյութը դասակարգվում է որպես «վնասակար» փորձարկված օրգանիզմների համար: Այս ուսումնասիրության ընթացքում ստացված կենսամակերևութային ակտիվ նյութը ցուցաբերել է գերազանց թրթուրասպան ակտիվություն՝ 100% մահացությամբ՝ ազդեցությունից հետո 24-48 ժամվա ընթացքում:
Հաշվարկեք թրթուրասպան ակտիվության LC50 արժեքը: Հարաբերական մահացության համար (%) օգտագործեք ոչ գծային ռեգրեսիոն կոր (միատարր գիծ) և 95% վստահության միջակայք (ստվերավորված տարածք):
Հաշվարկեք LC50 արժեքը տերմիտների դեմ պայքարի ակտիվության համար: Հարաբերական մահացության համար (%) օգտագործեք ոչ գծային ռեգրեսիոն կորի համապատասխանեցում (միատարր գիծ) և 95% վստահության միջակայք (ստվերավորված տարածք):
Փորձի ավարտին մանրադիտակի տակ դիտարկվեցին ձևաբանական փոփոխություններ և անոմալիաներ: Մորֆոլոգիական փոփոխություններ դիտարկվեցին վերահսկիչ և բուժված խմբերում՝ 40x մեծացմամբ: Ինչպես ցույց է տրված նկար 3-ում, աճի խանգարում տեղի ունեցավ կենսամակերևութային ակտիվ նյութերով բուժված թրթուրների մեծ մասի մոտ: Նկար 3ա-ն ցույց է տալիս նորմալ Cx. quinquefasciatus, նկար 3բ-ն՝ անոմալ Cx.-ն առաջացնում է հինգ նեմատոդային թրթուր:
Կենսամարմնային ակտիվ նյութերի ենթամահացու (LC50) դեղաչափերի ազդեցությունը Culex quinquefasciatus թրթուրների զարգացման վրա: Նորմալ Cx-ի լուսային մանրադիտակի պատկեր (ա) 40× մեծացմամբ: quinquefasciatus (բ) Աննորմալ Cx: Առաջացնում է հինգ նեմատոդային թրթուր:
Այս ուսումնասիրության մեջ, բուժված թրթուրների (Նկար 4) և տերմիտների (Նկար 5) հյուսվածաբանական հետազոտությունը բացահայտեց մի շարք անոմալիաներ, այդ թվում՝ որովայնի մակերեսի փոքրացում և մկանների, էպիթելային շերտերի և մաշկի վնասվածք։ Միջաղիքային աղիքներ։ Հյուսվածաբանական հետազոտությունը բացահայտեց այս ուսումնասիրության մեջ օգտագործված կենսամակերևութային ակտիվ նյութի արգելակող ակտիվության մեխանիզմը։
Չմշակված 4-րդ փուլի Cx թրթուրների նորմալ հյուսվածաբանական ախտաբանություն: quinquefasciatus թրթուրներ (վերահսկողություն՝ (a, b)) և մշակված կենսամակերևութային ակտիվ նյութով (բուժում՝ (c, d)): Սլաքները ցույց են տալիս մշակված աղիքային էպիթելիումը (epi), կորիզները (n) և մկանները (mu): Bar = 50 մկմ:
Նորմալ չբուժված O. obesus-ի (վերահսկողություն՝ (a, b)) և կենսամակերևութային ակտիվ նյութով մշակվածի (բուժում՝ (c, d)) հյուսվածաբանական ախտաբանությունը: Սլաքները համապատասխանաբար ցույց են տալիս աղիքային էպիթելը (epi) և մկանները (mu): Չափսը՝ Bar = 50 µm:
Այս ուսումնասիրության մեջ ECOSAR-ը օգտագործվել է ռամնոլիպիդային կենսամակերևութային ակտիվ նյութերի սուր թունավորությունը կանխատեսելու համար առաջնային արտադրողների (կանաչ ջրիմուռներ), առաջնային սպառողների (ջրային ոջիլներ) և երկրորդային սպառողների (ձկներ) համար: Այս ծրագիրը օգտագործում է բարդ քանակական կառուցվածք-ակտիվության միացությունների մոդելներ՝ մոլեկուլային կառուցվածքի հիման վրա թունավորությունը գնահատելու համար: Մոդելը օգտագործում է կառուցվածք-ակտիվության (SAR) ծրագրակազմ՝ ջրային տեսակների համար նյութերի սուր և երկարաժամկետ թունավորությունը հաշվարկելու համար: Մասնավորապես, աղյուսակ 2-ը ամփոփում է մի քանի տեսակների համար գնահատված միջին մահացու կոնցենտրացիաները (LC50) և միջին արդյունավետ կոնցենտրացիաները (EC50): Կասկածելի թունավորությունը դասակարգվել է չորս մակարդակների՝ օգտագործելով Քիմիական նյութերի դասակարգման և պիտակավորման գլոբալ ներդաշնակեցված համակարգը (աղյուսակ 3):
Վեկտորային հիվանդությունների, մասնավորապես՝ մոծակների և Aedes մոծակների շտամների դեմ պայքարը։ Եգիպտացիները, այժմ դժվար գործ են 40,41,42,43,44,45,46։ Չնայած որոշ քիմիապես մատչելի թունաքիմիկատներ, ինչպիսիք են պիրետրոիդները և օրգանոֆոսֆատները, որոշ չափով օգտակար են, դրանք զգալի ռիսկեր են ներկայացնում մարդու առողջության համար, ներառյալ շաքարախտը, վերարտադրողական խանգարումները, նյարդաբանական խանգարումները, քաղցկեղը և շնչառական հիվանդությունները։ Ավելին, ժամանակի ընթացքում այս միջատները կարող են դրանց նկատմամբ դիմացկուն դառնալ 13,43,48։ Այսպիսով, արդյունավետ և էկոլոգիապես մաքուր կենսաբանական վերահսկողության միջոցառումները կդառնան մոծակների դեմ պայքարի ավելի տարածված մեթոդ 49,50։ Բենելլին 51 ենթադրել է, որ մոծակների վեկտորների վաղ վերահսկողությունն ավելի արդյունավետ կլինի քաղաքային տարածքներում, բայց նրանք չեն խորհուրդ տվել թրթուրասպանների օգտագործումը գյուղական վայրերում 52։ Թոմը և այլք 53 նաև ենթադրել են, որ մոծակների դեմ պայքարը նրանց անհասուն փուլերում կլինի անվտանգ և պարզ ռազմավարություն, քանի որ դրանք ավելի զգայուն են վերահսկող նյութերի նկատմամբ 54։
Հզոր շտամի (Enterobacter cloacae SJ2) կողմից կենսամակերևութային ակտիվ նյութի արտադրությունը ցույց է տվել կայուն և խոստումնալից արդյունավետություն: Մեր նախորդ ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ Enterobacter cloacae SJ2-ը օպտիմալացնում է կենսամակերևութային ակտիվ նյութի արտադրությունը՝ օգտագործելով ֆիզիկաքիմիական պարամետրեր26: Նրանց ուսումնասիրության համաձայն, պոտենցիալ E. cloacae մեկուսացված նյութի կողմից կենսամակերևութային ակտիվ նյութի արտադրության օպտիմալ պայմաններն են՝ 36 ժամ ինկուբացիա, 150 պտ/րոպե խառնում, pH 7.5, 37 °C, աղիություն 1 պպտ, 2% գլյուկոզ՝ որպես ածխածնի աղբյուր, 1% խմորիչ: Էքստրակտն օգտագործվել է որպես ազոտի աղբյուր՝ 2.61 գ/լ կենսամակերևութային ակտիվ նյութ ստանալու համար: Բացի այդ, կենսամակերևութային ակտիվ նյութերը բնութագրվել են TLC, FTIR և MALDI-TOF-MS միջոցով: Սա հաստատել է, որ ռամնոլիպիդը կենսամակերևութային ակտիվ նյութ է: Գլիկոլիպիդային կենսամակերևութային ակտիվ նյութերը կենսամակերևութային ակտիվ նյութերի այլ տեսակների ամենաինտենսիվ ուսումնասիրված դասն են55: Դրանք բաղկացած են ածխաջրածնային և լիպիդային մասերից, հիմնականում ճարպաթթվային շղթաներից: Գլիկոլիպիդների շարքում հիմնական ներկայացուցիչներն են ռամնոլիպիդը և սոֆորոլիպիդը56: Ռամնոլիպիդները պարունակում են երկու ռամնոզային մասնիկներ, որոնք կապված են մոնո- կամ դի-β-հիդրօքսիդեկանոիկ թթվի հետ57: Ռամնոլիպիդների օգտագործումը բժշկական և դեղագործական արդյունաբերություններում լավ հաստատված է58, բացի դրանց վերջերս որպես թունաքիմիկատներ օգտագործվելուց59:
Կենսամակերեսային ակտիվ նյութի փոխազդեցությունը շնչառական սիֆոնի հիդրոֆոբ շրջանի հետ թույլ է տալիս ջրին անցնել դրա ատամի խոռոչով, դրանով իսկ մեծացնելով թրթուրների շփումը ջրային միջավայրի հետ: Կենսամակերեսային ակտիվ նյութերի առկայությունը նաև ազդում է շնչափողի վրա, որի երկարությունը մոտ է մակերեսին, ինչը հեշտացնում է թրթուրների համար սողալը դեպի մակերես և շնչելը: Արդյունքում, ջրի մակերեսային լարվածությունը նվազում է: Քանի որ թրթուրները չեն կարող կպչել ջրի մակերեսին, դրանք ընկնում են բաքի հատակը՝ խաթարելով հիդրոստատիկ ճնշումը, ինչը հանգեցնում է էներգիայի չափազանց մեծ ծախսի և խեղդվելու հետևանքով մահվան38,60: Նմանատիպ արդյունքներ են ստացվել նաև Ghribi61-ի կողմից, որտեղ Bacillus subtilis-ի կողմից արտադրված կենսամակերեսային ակտիվ նյութը ցուցաբերել է թրթուրասպան ակտիվություն Ephestia kuehniella-ի դեմ: Նմանապես, Cx. Das-ի և Mukherjee-ի23 թրթուրասպան ակտիվությունը նույնպես գնահատել է ցիկլիկ լիպոպեպտիդների ազդեցությունը quinquefasciatus թրթուրների վրա:
Այս ուսումնասիրության արդյունքները վերաբերում են ռամնոլիպիդային կենսամակերևութային ակտիվ նյութերի թրթուրասպան ակտիվությանը Cx-ի դեմ: Quinquefasciatus մոծակների ոչնչացումը համապատասխանում է նախկինում հրապարակված արդյունքներին: Օրինակ, օգտագործվում են Bacillus ցեղի տարբեր բակտերիաների կողմից արտադրված մակերևութային ակտիվ նյութեր: Որոշ վաղ շրջանի հաղորդագրություններ64,65,66-ում նշվում է Bacillus subtilis-ի23 լիպոպեպտիդային կենսամակերևութային ակտիվ նյութերի թրթուրասպան ակտիվության մասին: Դիպալին և այլք63 պարզել են, որ Stenotropomonas maltophilia-ից մեկուսացված ռամնոլիպիդային կենսամակերևութային ակտիվ նյութն ունեցել է հզոր թրթուրասպան ակտիվություն 10 մգ/լ կոնցենտրացիայի դեպքում: Սիլվան և այլք67-ում նշվում է ռամնոլիպիդային կենսամակերևութային ակտիվ նյութի թրթուրասպան ակտիվությունը Ae-ի դեմ 1 գ/լ կոնցենտրացիայի դեպքում: Aedes aegypti: Kanakdande և այլք64 68-ում նշվում է, որ Bacillus subtilis-ի կողմից արտադրվող լիպոպեպտիդային կենսամակերևութային ակտիվ նյութերը Culex-ի թրթուրների և տերմիտների մոտ ընդհանուր մահացության պատճառ են դարձել էվկալիպտի լիպոֆիլ ֆրակցիայով։ Նմանապես, Մասենդրան և այլք՝ 69-ում, E. crude քաղվածքի լիպոֆիլ n-հեքսանի և EtOAc ֆրակցիաներում աշխատավոր մրջյունի (Cryptotermes cynocephalus Light.) 61.7% մահացության մասին են հայտնել։
Պարթիպանը և այլք՝ 70-ը, հաղորդել են Bacillus subtilis A1-ի և Pseudomonas stutzeri NA3-ի կողմից արտադրված լիպոպեպտիդային կենսամակերևութային ակտիվ նյութերի միջատասպան օգտագործման մասին՝ մալարիայի պլազմոդիումի մակաբույծի վեկտոր Anopheles Stephensi-ի դեմ: Նրանք նկատել են, որ թրթուրներն ու բոմբոները ավելի երկար են գոյատևում, ավելի կարճ ձվադրման ժամանակահատվածներ ունեն, ստերիլ են և ավելի կարճ կյանքի տևողություն ունեն, երբ մշակվում են կենսամակերևութային ակտիվ նյութերի տարբեր կոնցենտրացիաներով: B. subtilis կենսամակերևութային ակտիվ նյութ A1-ի դիտարկված LC50 արժեքները համապատասխանաբար կազմել են 3.58, 4.92, 5.37, 7.10 և 7.99 մգ/լ՝ տարբեր թրթուրային վիճակների համար (այսինքն՝ I, II, III, IV թրթուրներ և բոմբոների փուլ): Համեմատության համար, Pseudomonas stutzeri NA3-ի թրթուրային I-IV փուլերի և բոմբոների փուլերի կենսամակերևութային ակտիվ նյութերը համապատասխանաբար կազմել են 2.61, 3.68, 4.48, 5.55 և 6.99 մգ/լ: Ենթադրվում է, որ կենդանի մնացած թրթուրների և բոմբոների ֆենոլոգիայի ուշացումը միջատասպաններով բուժման հետևանքով առաջացած զգալի ֆիզիոլոգիական և նյութափոխանակության խանգարումների արդյունք է71:
Wickerhamomyces anomalus շտամը CCMA 0358 արտադրում է կենսամակերևութային ակտիվ նյութ, որն ունի 100% թրթուրասպան ակտիվություն Aedes մոծակների դեմ: aegypti 24-ժամյա ինտերվալը 38 ավելի բարձր էր, քան հաղորդել են Սիլվան և այլք: Pseudomonas aeruginosa-ից արևածաղկի ձեթը որպես ածխածնի աղբյուր օգտագործելով ստացված կենսամակերևութային ակտիվ նյութը ցույց է տվել, որ 48 ժամվա ընթացքում սպանում է թրթուրների 100%-ը 67: Աբինայան և այլք72 և Պրադհանը և այլք73 նույնպես ցույց են տվել Bacillus ցեղի մի քանի իզոլյատների կողմից արտադրված մակերևութային ակտիվ նյութերի թրթուրասպան կամ միջատասպան ազդեցությունները: Սենտհիլ-Նաթանի և այլոց կողմից նախկինում հրապարակված ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ բույսերի լճակներին ենթարկված մոծակների թրթուրների 100%-ը, հավանաբար, կմահանա: 74:
Միջատասպանների ենթամահացու ազդեցության գնահատումը միջատների կենսաբանության վրա կարևոր է վնասատուների ինտեգրված կառավարման ծրագրերի համար, քանի որ ենթամահացու դեղաչափերը/կոնցենտրացիաները չեն սպանում միջատներին, բայց կարող են նվազեցնել միջատների պոպուլյացիաները ապագա սերունդներում՝ խաթարելով կենսաբանական բնութագրերը10: Սիկեյրան և այլք75 դիտարկել են ռամնոլիպիդային կենսամակերևութային ակտիվ նյութի (300 մգ/մլ) լրիվ թրթուրասպան ակտիվություն (100% մահացություն), երբ փորձարկվել են 50-ից մինչև 300 մգ/մլ տարբեր կոնցենտրացիաներով: Aedes aegypti շտամների թրթուրային փուլ: Նրանք վերլուծել են մահվան ժամանակի և ենթամահացու կոնցենտրացիաների ազդեցությունը թրթուրների գոյատևման և լողի ակտիվության վրա: Բացի այդ, նրանք նկատել են լողի արագության նվազում կենսամակերևութային ակտիվ նյութի ենթամահացու կոնցենտրացիաներին (օրինակ՝ 50 մգ/մլ և 100 մգ/մլ) 24-48 ժամ ազդեցությունից հետո: Ենթամահացու խոստումնալից դեր ունեցող թույները համարվում են ավելի արդյունավետ՝ ենթարկված վնասատուներին բազմակի վնաս հասցնելու համար76:
Մեր արդյունքների հյուսվածաբանական դիտարկումները ցույց են տալիս, որ Enterobacter cloacae SJ2-ի կողմից արտադրվող կենսամակերևութային ակտիվ նյութերը զգալիորեն փոխում են մոծակի (Cx. quinquefasciatus) և տերմիտների (O. obesus) թրթուրների հյուսվածքները: Նմանատիպ անոմալիաներ են առաջացել An. gambiaes.s և An. arabica-ի մեջ ռեհանի յուղի պատրաստուկների կողմից, որոնք նկարագրել է Օչոլան77: Կամարաջը և այլք78 նույնպես նկարագրել են նույն ձևաբանական անոմալիաները An-ի մեջ: Ստեֆանիի թրթուրները ենթարկվել են ոսկու նանոմասնիկների ազդեցության: Վասանտա-Սրինիվասանը և այլք79 նաև հայտնել են, որ հովվի քսակի եթերայուղը լրջորեն վնասել է Aedes albopictus-ի խցիկը և էպիթելային շերտերը: Ռագհավենդրանը և այլք հայտնել են, որ մոծակի թրթուրները մշակվել են տեղային Penicillium սնկի 500 մգ/մլ միցելիալ քաղվածքով: Aegypti-ն ցույց է տալիս ծանր հյուսվածաբանական վնասվածքներ: Մահացության մակարդակը 80 է: Նախկինում ուսումնասիրվել են Աբինայան և այլք: An-ի չորրորդ փուլի թրթուրները: Ստեֆենսին և Ae. aegypti-ն B. licheniformis էկզոպոլիսախարիդներով մշակված Aedes aegypti-ի մոտ հայտնաբերել են բազմաթիվ հյուսվածաբանական փոփոխություններ, այդ թվում՝ ստամոքսի կույր աղիք, մկանային ատրոֆիա, նյարդային լարերի գանգլիաների վնասվածք և դիսօրգանիզացիա72: Ռագհավենդրանի և այլոց կարծիքով, P. daleae միցելիալ քաղվածքով մշակումից հետո փորձարկված մոծակների (4-րդ փուլի թրթուրներ) միջին աղիքի բջիջները ցույց են տվել աղիքային լուսանցքի այտուցվածություն, միջբջջային պարունակության նվազում և միջուկային դեգեներացիա81: Նույն հյուսվածաբանական փոփոխությունները դիտվել են նաև էխինացեայի տերևի քաղվածքով մշակված մոծակների թրթուրների մոտ, ինչը վկայում է մշակված միացությունների միջատասպան ներուժի մասին50:
ECOSAR ծրագրաշարի օգտագործումը միջազգային ճանաչում է ստացել82: Ներկայիս հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ ECOSAR կենսամակերևութային ակտիվ նյութերի սուր թունավորությունը միկրոջրիմուռների (C. vulgaris), ձկների և ջրային 벼룩ների (D. magna) նկատմամբ ընկնում է Միավորված Ազգերի Կազմակերպության կողմից սահմանված «թունավորության» կատեգորիայի մեջ83: ECOSAR էկոտոքսիկության մոդելը օգտագործում է SAR և QSAR՝ նյութերի սուր և երկարատև թունավորությունը կանխատեսելու համար և հաճախ օգտագործվում է օրգանական աղտոտիչների թունավորությունը կանխատեսելու համար82,84:
Այս ուսումնասիրության մեջ օգտագործված պարաֆորմալդեհիդը, նատրիումի ֆոսֆատային բուֆերը (pH 7.4) և մյուս բոլոր քիմիական նյութերը ձեռք են բերվել HiMedia Laboratories, India-ից։
Կենսամակերևութային ակտիվ նյութի արտադրությունը իրականացվել է 500 մլ Էրլենմայերի սրվակներում, որոնք պարունակում էին 200 մլ ստերիլ Բուշնել Հաասի միջավայր՝ լրացված 1% հում նավթով որպես միակ ածխածնի աղբյուր: Enterobacter cloacae SJ2-ի (1.4 × 104 CFU/մլ) նախնական կուլտուրան ներարկվել և կուլտիվացվել է օրբիտալ թափահարիչի վրա 37°C ջերմաստիճանում, 200 պտույտ/րոպե արագությամբ 7 օրվա ընթացքում: Ինկուբացիոն ժամանակահատվածից հետո կենսամակերևութային ակտիվ նյութը արդյունահանվել է կուլտիվացման միջավայրը ցենտրիֆուգացնելով 3400×g-ով 20 րոպե 4°C ջերմաստիճանում, և ստացված վերին շերտը օգտագործվել է սկրինինգի նպատակներով: Կենսամակերևութային ակտիվ նյութերի օպտիմալացման և բնութագրման ընթացակարգերը վերցված են մեր նախորդ ուսումնասիրությունից26:
Culex quinquefasciatus թրթուրները ձեռք են բերվել Ծովային կենսաբանության առաջադեմ ուսումնասիրությունների կենտրոնից (CAS), Պալանչիպետայ, Թամիլ Նադու (Հնդկաստան): Թրթուրները բուծվել են ապաիոնացված ջրով լցված պլաստիկ տարաների մեջ՝ 27 ± 2°C ջերմաստիճանում և 12:12 (լույս:մութ) լուսապարբերությամբ: Մոծակների թրթուրներին կերակրել են 10% գլյուկոզի լուծույթով:
Culex quinquefasciatus-ի թրթուրները հայտնաբերվել են բաց և չպաշտպանված սեպտիկ բաքերում: Լաբորատորիայում թրթուրներին նույնականացնելու և կուլտիվացնելու համար օգտագործեք ստանդարտ դասակարգման ուղեցույցները85: Թրթուրներից պաշտպանվելու փորձարկումները կատարվել են Առողջապահության համաշխարհային կազմակերպության առաջարկություններին համապատասխան86: SH: Quinquefasciatus-ի չորրորդ փուլի թրթուրները հավաքվել են փակ խողովակներում՝ 25 և 50 մլ խմբերով՝ իրենց տարողության երկու երրորդը կազմող օդային բացով: Յուրաքանչյուր խողովակին առանձին ավելացվել է կենսամակերևութային ակտիվ նյութ (0–50 մգ/մլ) և պահվել 25°C ջերմաստիճանում: Վերահսկիչ խողովակում օգտագործվել է միայն թորած ջուր (50 մլ): Մեռած թրթուրները համարվել են այն թրթուրները, որոնք ինկուբացիոն ժամանակահատվածում (12–48 ժամ) լողալու նշաններ չեն ցուցաբերել87: Հաշվարկեք թրթուրների մահացության տոկոսը՝ օգտագործելով հավասարումը: (1)88:
Odontotermitidae ընտանիքը ներառում է հնդկական Odontotermes obesus տերմիտին, որը հայտնաբերվել է Գյուղատնտեսական համալիրում (Աննամալայի համալսարան, Հնդկաստան): Այս կենսամակերևութային ակտիվ նյութը (0–50 մգ/մլ) փորձարկեք սովորական ընթացակարգերով՝ որոշելու համար, թե արդյոք այն վնասակար է: Լամինար օդային հոսքում 30 րոպե չորացնելուց հետո, Ուոթմանի թղթի յուրաքանչյուր շերտը պատվել է կենսամակերևութային ակտիվ նյութով՝ 30, 40 կամ 50 մգ/մլ կոնցենտրացիայով: Նախապես պատված և չպատված թղթի շերտերը փորձարկվել և համեմատվել են Պետրիի ամանի կենտրոնում: Յուրաքանչյուր Պետրիի աման պարունակում է մոտ երեսուն ակտիվ տերմիտ O. obesus: Վերահսկիչ և փորձարկվող տերմիտներին որպես սննդի աղբյուր տրվել է թաց թուղթ: Բոլոր ափսեները պահվել են սենյակային ջերմաստիճանում ամբողջ ինկուբացիոն ժամանակահատվածում: Տերմիտները մահացել են 12, 24, 36 և 48 ժամ անց89,90: Այնուհետև 1-ին հավասարումը օգտագործվել է տերմիտների մահացության տոկոսը գնահատելու համար կենսամակերևութային ակտիվ նյութի տարբեր կոնցենտրացիաների դեպքում: (2):
Նմուշները պահվել են սառույցի վրա և փաթեթավորվել են միկրոխողովակներում, որոնք պարունակում էին 100 մլ 0.1 Մ նատրիումի ֆոսֆատային բուֆեր (pH 7.4) և ուղարկվել Ռաջիվ Գանդիի անվան ջրագործության կենտրոնի (RGCA) Կենտրոնական ջրագործության պաթոլոգիայի լաբորատորիա (CAPL): Հյուսվածաբանության լաբորատորիա, Սիրկալի, Մայիլադուտուրայի շրջան, Թամիլ Նադու, Հնդկաստան՝ հետագա վերլուծության համար: Նմուշները անմիջապես ֆիքսվել են 4% պարաֆորմալդեհիդի մեջ 37°C ջերմաստիճանում 48 ժամվա ընթացքում:
Ֆիքսացիայի փուլից հետո նյութը երեք անգամ լվացվել է 0.1 Մ նատրիումի ֆոսֆատային բուֆերով (pH 7.4), աստիճանաբար ջրազրկվել է էթանոլում և 7 օր թրջվել LEICA խեժի մեջ։ Այնուհետև նյութը տեղադրվել է խեժով և պոլիմերիզատորով լցված պլաստիկե կաղապարի մեջ, ապա տեղադրվել է մինչև 37°C տաքացված ջեռոցում, մինչև նյութը պարունակող բլոկը լիովին պոլիմերացվի։
Պոլիմերացումից հետո բլոկները կտրվել են LEICA RM2235 միկրոտոմով (Rankin Biomedical Corporation 10,399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48,350, ԱՄՆ)՝ 3 մմ հաստությամբ։ Կտրվածքները խմբավորված են սլայդների վրա, յուրաքանչյուր սլայդում վեց կտրվածք կա։ Սլայդները չորացվել են սենյակային ջերմաստիճանում, այնուհետև ներկվել են հեմատոքսիլինով 7 րոպե և լվացվել են հոսող ջրով 4 րոպե։ Բացի այդ, էոզինի լուծույթը քսել են մաշկին 5 րոպե և լվանալ հոսող ջրով 5 րոպե։
Սուր թունավորությունը կանխատեսվել է տարբեր արևադարձային մակարդակների ջրային օրգանիզմների միջոցով՝ 96-ժամյա ձկների LC50, 48-ժամյա D. magna LC50 և 96-ժամյա կանաչ ջրիմուռների EC50: Ռամնոլիպիդային կենսամակերևութային ակտիվ նյութերի թունավորությունը ձկների և կանաչ ջրիմուռների համար գնահատվել է ԱՄՆ շրջակա միջավայրի պաշտպանության գործակալության կողմից մշակված Windows-ի համար նախատեսված ECOSAR ծրագրային ապահովման 2.2 տարբերակի միջոցով: (Հասանելի է առցանց՝ https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model):
Թրթուրասպան և հակատերմիտային ակտիվության բոլոր թեստերը կատարվել են եռակի։ Թրթուրների և տերմիտների մահացության տվյալների ոչ գծային ռեգրեսիան (դոզայի արձագանքի փոփոխականների լոգարիթմ) իրականացվել է թրթուրների և տերմիտների մահացության տվյալների ոչ գծային ռեգրեսիայի մեթոդով՝ մահացու միջին կոնցենտրացիան (LC50) 95% վստահության միջակայքով հաշվարկելու համար, և կոնցենտրացիայի արձագանքի կորերը ստեղծվել են Prism® (տարբերակ 8.0, GraphPad Software) Inc., ԱՄՆ)84, 91-ի միջոցով։
Այս ուսումնասիրությունը բացահայտում է Enterobacter cloacae SJ2-ի կողմից արտադրված մանրէային կենսամակերևութային ակտիվ նյութերի ներուժը որպես մոծակների թրթուրասպան և հակատերմիտային միջոցներ, և այս աշխատանքը կնպաստի թրթուրասպան և հակատերմիտային ազդեցության մեխանիզմների ավելի լավ ըմբռնմանը: Կենսամակերևութային ակտիվ նյութերով մշակված թրթուրների հյուսվածաբանական ուսումնասիրությունները ցույց են տվել մարսողական համակարգի, միջին աղիքի, ուղեղային կեղևի վնասվածք և աղիքային էպիթելային բջիջների հիպերպլազիա: Արդյունքներ՝ Enterobacter cloacae SJ2-ի կողմից արտադրված ռամնոլիպիդային կենսամակերևութային ակտիվ նյութի հակատերմիտային և թրթուրասպան ակտիվության տոքսիկոլոգիական գնահատումը ցույց է տվել, որ այս իզոլատը պոտենցիալ կենսամակերևութային ակտիվ նյութ է մոծակների (Cx quinquefasciatus) և տերմիտների (O. obesus) վեկտորային հիվանդությունների վերահսկման համար: Անհրաժեշտ է հասկանալ կենսամակերևութային ակտիվ նյութերի հիմքում ընկած շրջակա միջավայրի թունավորությունը և դրանց հնարավոր շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունը: Այս ուսումնասիրությունը գիտական հիմք է հանդիսանում կենսամակերևութային ակտիվ նյութերի շրջակա միջավայրի վրա ռիսկը գնահատելու համար:
Հրապարակման ժամանակը. Ապրիլ-09-2024