Об'єкт дослідження: феномен агрегації клітин аеробних спороутворюючих бактерій. Мета дослідження: встановити закономірність феномену агрегації клітин у різних видів спороутворюючих бактерій роду Bacillus та визначити його значення в онтогенезі мікроорганізмів. Методи дослідження: фазово-контрастна мікроскопія, растрова електронна мікроскопія, біохімічні, електрофорез, рентгеноспектральний мікроаналіз, мікрокультивування, статистичні. Теоретичні й практичні результати: дисертаційна робота має важливе теоретичне значення, яке полягає в тому, що встановлено нові закономірності розвитку спороутворюючих мікроорганізмів, показано особливості міжклітинних взаємодій в бактеріальних популяціях, досліджено зміни властивостей мікроорганізмів на різних стадіях їх розвитку, розроблено методичні прийоми для вивчення впливу різних факторів на процеси диференціації бактеріальних клітин. Встановлені закономірності розвитку спороутворюючих бактерій мають значення при використанні їх у мікробіологічній промисловості дляодержання діагностичних, лікувальних та профілактичних препаратів, біологічно активних речовин, біомаси спорових форм мікроорганізмів. Запропоновані методи мікрокультивування бактерій можуть бути використані для вивчення їх біологічних властивостей, дослідження механізмів дії антимікробних речовин. Одержані результати роботи можна використовувати при пошуку та створені препаратів - регуляторів поділу та диференціації клітин, які необхідні для застосування в різних галузях медицини. Новизна: Вперше встановлено, що в процесі розвитку періодичних культур різних видів спороутворюючих бактерій роду Bacillus вегетативні клітини після завершення експоненціальної фази розвитку об'єднуються в багатоклітинні агрегати. Процес формування агрегатів характеризувався спочатку зростанням сил міжклітинної взаємодії, досягненням їх максимуму, потім зменшенням і повним зникненням. Диференціація клітин від вегетативних форм до спор відбувалася в агрегатах, а після повного дозрівання спор наступала дезагрегація клітин. Таким чином, доведено, що в оптимальних умовах цикл розвитку глибинної культури досліджуваних мікроорганізмів супроводжується агрегацією клітин і завершується не лізисом та загибеллю популяції, а, навпаки, 100 % спороутворенням. Встановлено, що агрегація вегетативних клітин виникає в результаті щільного контакту їх боковими поверхнями з наступним злиттям поверхневих шарів клітинних стінок. Після завершення спороутворення в клітинах агрегату та лізісу параспоральних частин спорангіїв втрачалися попередні зв'язки між бактеріями і наступав розпад агрегатів. На початкових етапах агрегації клітини здатні синтезувати специфічні розчинні біополімери, а культура саме в цій фазі розвитку індукує спорогенез у інших вегетативних клітин. Виявлені біополімери мають гліко-протеїдну природу з молекулярною масою 41,0 і 33,5 кДа. Під час формування агрегатів бактеріальні клітини утворюють специфічні для цієї фази розвитку білки поверхневих шарів клітинної стінки (ММ 70,0-72,0 кДа), яким, можливо, і належить роль агрегуючих білків. Вперше одержані дані про зміну вмісту хімічних елементів на різних фазах розвитку мікробної клітини. Встановлено, що вміст калію, натрію, кальцію, хлору, сірки, фосфору та кисню суттєво змінюється в клітинах на різних фазах розвитку періодичної культури. Проростаючі спори в значній мірі втрачають більшість елементів, вегетативні форми бактерій під час агрегації накопичують калій, хлор, сірку та фосфор, що характеризує збільшення синтетичних та енергетичних процесів в клітинах. Таким чином, всебічне дослідження встановленого феномену агрегації клітин показало, що це закономірний процес, який має важливе значення в розвитку та диференціації клітин мікробної популяції. Розроблена мікробіологічна модель, яка дозволяє вивчати онтогенез окремих бактеріальних клітин при постійному спостереженні за ними, діяти на них регуляторними факторами різного походження та змінювати стадії розвитку клітин в певному напрямку і, таким чином, досліджувати механізми диференціації та міжклітинної взаємодії. Ступінь упровадження: Результати проведенних досліджень впроваджено у вигляді інструкцій, методичних рекомендацій та ілюстративних матеріалів, що використовуються у науковій, практичній та навчальній роботі. Сфера використання: Медицина, біотехнологія.
