3.4.1. Селекционные методы получения мутантов

Для выделения из природных популяций высокопродуктивных штаммов микроорганизмов используют методы селекции, т. е. направленного отбора организмов со скачкообразным изменением геномов. Селекцию микроорганизмов осуществляют несколькими путями:

• благодаря поиску и отбору полезных форм микроорганизмов из природных источников;

• в результате адаптации микроорганизмов путем выращивания при постоянно изменяющихся условиях культивирования;

• благодаря повторному выделению чистых культур из производственных штаммов;

• путем отбора индуцированных штаммов;

• путем использования явлений трансформации, трансдукции и конъюгации для получения штаммов с новыми свойствами.

Методы слепого многоступенчатого отбора случайных мутаций чрезвычайно длительны и могут занимать целые годы. Для возникновения мутаций интересующий ген должен удвоиться 106 – 108 раз. Несмотря на трудоемкость методов селекции, они не потеряли своего значения для создания высокоэффективных микроорганизмов – продуцентов. Многолетняя селекция штаммов-продуцентов пенициллина позволила увеличить удельную активность антибиотика в культуральной среде в 400 раз, а штаммов бактерий, синтезирующих кобаламин, – в 10 раз.

Более эффективен метод индуцированного мутагенеза (искусственного повреждения генома), основанный на использовании мутагенного действия ряда химических соединений (гидроксиламин, нитрозамины, азотистая кислота, бромурацил, алкилирующие агенты и др.), рентгеновских и ультрафиолетовых лучей. Мутагены вызывают замены и делеции оснований в составе ДНК, а также индуцируют мутации, приводящие к сдвигу рамки считывания информации.