Traditional and Modern Protective Media for the Low-Temperature Bacteria Preservation

Presented are the literature data on the efficiency of bacteria preservation at temperatures ranging from -20 to -196 °C in the protective media containing such cryoprotectors as glycerol, dimethyl sulfoxide, carbo-hydrates, substances of protein origin specified by regulatory guidelines. Most of th...

Full description

Bibliographic Details
Published in:Problems of Particularly Dangerous Infections
Main Authors: I. Gracheva V., T. Valova V., G. Grigor'eva V., И. Грачева В., Т. Валова В., Г. Григорьева В.
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:Russian
Published: Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe” 2011
Subjects:
Online Access:https://journal.microbe.ru/jour/article/view/700
https://doi.org/10.21055/0370-1069-2011-4(110)-36-40
id ftjppdi:oai:oai.microbe.elpub.ru:article/700
record_format openpolar
institution Open Polar
collection Problems of Particularly Dangerous Infections (E-Journal)
op_collection_id ftjppdi
language Russian
topic low-temperature preservation
bacteria
cryoprotectors
protective media
низкотемпературная консервация
бактерии
криопротекторы
защитные среды
576.8
spellingShingle low-temperature preservation
bacteria
cryoprotectors
protective media
низкотемпературная консервация
бактерии
криопротекторы
защитные среды
576.8
I. Gracheva V.
T. Valova V.
G. Grigor'eva V.
И. Грачева В.
Т. Валова В.
Г. Григорьева В.
Traditional and Modern Protective Media for the Low-Temperature Bacteria Preservation
topic_facet low-temperature preservation
bacteria
cryoprotectors
protective media
низкотемпературная консервация
бактерии
криопротекторы
защитные среды
576.8
description Presented are the literature data on the efficiency of bacteria preservation at temperatures ranging from -20 to -196 °C in the protective media containing such cryoprotectors as glycerol, dimethyl sulfoxide, carbo-hydrates, substances of protein origin specified by regulatory guidelines. Most of the focus is on the publications reporting the results of the long-term bacteria preservation at sub-zero temperatures, optimization of the protective media for pathogenic bacteria, and usage of the compounds with potential cryoprotective activity. Noted is the necessity for approbation of the specified protective media for the conserved bacteria species at the applied preserving temperatures. One of the approaches to the enhancement of the low-temperature preservation techniques is a search for natural protectors, which can provide for surviving of bacteria in the unfavorable conditions, including low temperatures, and a search for possibility to integrate these natural protectors into the cryoprotective media. Displayed are the results of effective application of glycerol-betaine, and polysaccharides of Arctic microorganisms for the low-temperature bacteria preservation. Представлены литературные данные об эффективности консервации бактерий при температурах от -20 до -196 °С в защитных средах, содержащих рекомендованные руководствами криопротекторы - глицерин, диметилсульфоксид, а также углеводы, вещества белковой природы. Главное внимание уделено публикациям, посвященным результатам длительного хранения бактерий при субнулевых температурах, оптимизации защитных сред для патогенных бактерий и использованию соединений с потенциальной криозащитной активностью. Сделан вывод о необходимости апробации рекомендуемых сред для поддерживаемых видов бактерий и используемой температуры хранения. Одним из направлений совершенствования технологий низкотемпературной консервации является поиск природных протекторов, обеспечивающих выживание бактерий в стрессовых условиях, включая низкие температуры, и возможность включения их в состав криозащитных сред. Приведены результаты успешного использовании глицин-бетаина, полисахаридов арктических микроорганизмов для низкотемпературной консервации бактерий.
format Article in Journal/Newspaper
author I. Gracheva V.
T. Valova V.
G. Grigor'eva V.
И. Грачева В.
Т. Валова В.
Г. Григорьева В.
author_facet I. Gracheva V.
T. Valova V.
G. Grigor'eva V.
И. Грачева В.
Т. Валова В.
Г. Григорьева В.
author_sort I. Gracheva V.
title Traditional and Modern Protective Media for the Low-Temperature Bacteria Preservation
title_short Traditional and Modern Protective Media for the Low-Temperature Bacteria Preservation
title_full Traditional and Modern Protective Media for the Low-Temperature Bacteria Preservation
title_fullStr Traditional and Modern Protective Media for the Low-Temperature Bacteria Preservation
title_full_unstemmed Traditional and Modern Protective Media for the Low-Temperature Bacteria Preservation
title_sort traditional and modern protective media for the low-temperature bacteria preservation
publisher Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe”
publishDate 2011
url https://journal.microbe.ru/jour/article/view/700
https://doi.org/10.21055/0370-1069-2011-4(110)-36-40
geographic Arctic
geographic_facet Arctic
genre Arctic
genre_facet Arctic
op_source Problems of Particularly Dangerous Infections; № 4(110); 36-40
Проблемы особо опасных инфекций; № 4(110); 36-40
2658-719X
0370-1069
10.21055/0370-1069-2011-4(110)
op_relation https://journal.microbe.ru/jour/article/view/700/654
Высеканцев И.П., Крашенниникова Т.К., Олехнович Е.В., Степанюк Л.В. Консервирование бактерий Pseudomonas putida при низких температурах. Микробиология. 1992; 77(5):1098-9.
Кадетов В.В., Терентьев А.Н., Высеканцев И.П., Анисимов Б.И., Морозова Л.Н., Милютин А.В. Методические аспекты биологической безопасности при консервировании биологического материала для микробиологических исследований. Клин. лаб. диагн.1999; 8:22-4.
Пушкарь Н.С., Шраго М.И., Белоус А.М., Калугин Ю.В. Криопротекторы. Киев: Наукова думка; 1978. 204 с.
Сидоренко А.В., Новик Г.И., Высеканцев И.П. Криоконсервация бактерий рода Bifidobacterium в стерильных питательных средах в качестве криопротекторов. Микробиология. 2009; 78(5):33-40.
Филиппова С.Н., Сургучева Н.А., Кузнецов В.Д., Эль-Регистан Г.И., Гальченко В.Ф. Оптимизация защитных сред для хранения актиномицетов в жидком азоте. Микробиология. 2007; 76(4):573-6.
Цуцаева А.А., Попов В.Г., Сытник К.М., Бражников А.М., Иткин Ю.А., Манульский В.Д. и др. Криобиология и биотехнология. Киев: Наукова думка; 1987. 214 с.
Цуцаева А.А., Ананьина А.Е., Балыбердина Л.М., Степанюк Л.В., Павленко Н.В. Опыт долгосрочного хранения промышленных штаммов микроорганизмов. Микробиология. 2008; 77(5):696-700.
Цуцаева А.А., Сафонова Т.С., Микулинский И.И., Воробьева И.И., Иткин Ю.А. Влияние низких температур (-196 °С) и криопротекторов на некоторые виды бактерий. Микробиология. 1978; XLVII(3):446-9.
Aulet de Saab O.C., de Castillo M.C., de Ruiz Holgado A.P., de Nader O.M. Comparative study of preservation and storage of Haemophilus influenzae. Mem. Inst. Oswaldo Cruz. 2001; 96(4):583-6.
Cabri guidelines. Laboratory procedures for microorganisms. Protective suspension media for freezing or (freeze)-drying. [Cited 25 Oct 2011]. Available from: http://www.cabri.org/guidelines/microorganisms/M300Ap3.html
Chattopadhyay M.K. Bacterial сryoprotectants. Resonance. 2002; 11:59-63.
Cleland D., Krader P., McCree C., Tang J., Emerson D. Glycine betaine as a cryoprotectant for prokaryotes. J. Microbiol. Methods. 2004; 58(1):31-8.
Cody W.L., Wilson J.M., Hendrixson D.R., Mcler K.S., Hagman K.E., Ott C.M. et al. Skim milk enhances the preservation of thawed -80 °C bacterial stocks. J. Microbiol. Methods. 2008; 75(1):135-8.
Feltham R.K.A., Power A.K., Pell P.A., Sneath P.H.A. A simple method for the storage of bacteria at -70 °C. J. Appl. Bacteriol. 1978; 44:313-6.
Gilmour M.N., Turner G., Berman R.G., Krenzer A.K. Compact liquid nitrogen storage system yielding high recoveries of gram-negative anaerobes. Appl. Environ. Microbiol. 1978; 35(1):84-8.
Gorman R., Adley C.C. An evaluation of five preservation techniques and conventional freezing temperatures of -20 °C and -85 °C for long-term preservation of Campylobacter jejuni. Lett. Appl. Microbiol. 2004; 38:306-10.
Hubalec Z. Protectants used in the cryopreservation of microorganisms. Cryobiology. 2003; 46(3):205-29.
Kawahara H. Cryoprotectants and ice-binding proteins. In: Margesin R. et al., editors. Psychrophiles: from biodiversity to biotechnology. Springer Berlin Heidelberg; 2008. P. 229-46.
Kim S.J., Yim J.H. Cryoprotective properties of exopolysaccharide (P-21653) produced by the antarctic bacterium, Pseudoalteromonas arctica KOPRI 21653. J. Microbiol. 2007; 45(6):510-4.
Koenig G.L. Viability of and plasmid retention in frozen recombinant Escherichia coli over time: a ten-year prospective study. Appl. Environ. Microbiol. 2003; 11:6605-9.
Marx J.G, Carpenter S.D, Deming J.W. Production of cryoprotectant extracellular polysaccharide substances (EPS) by the marine psychrophilic bacterium Colwellia psychrerythraea strain 34H under extreme conditions. Can. J. Microbiol. 2009; 55(1):63-72.
Michel C., Garcia C. Virulence stability in Flavobacterium psychrophilum after storage and preservation according to different procedures. Vet. Res. 2003; 34:127-32.
Sheehan V.M., Sleator R.D., Fitzgerald G.F., Hill C. Heterologous expression of betL, a betaine uptake system, enhances the stress tolerance of Lactobacillus salivarius UCC118. Appl. Environ. Microbiol. 2006; 72(3):2170-7.
Shimodori S., Moriya T., Kohashi O., Faming D., Amako K. Extraction from prawn shells of substances cryoprotective for Vibrio cholerae. Appl. Environ. Microbiol. 1989; 55:2726-8.
Siberry G, Brahmadathan K.N., Pandian R, Lalitha M.K., Steinhoff M.C., John T.J. Comparison of different culture media and storage temperatures for the long-term preservation of Streptococcus pneumoniaein the tropics. Bull. World Health Organisation. 2001; 79(1):43-7.
Tindall B.J. Vacuum-drying and cryopreservation of prokaryotes. Methods Mol. Biol. 2007; 368:73-97.
Votava M, Strítecká M. Preservation of Haemophilus influenzae and Haemophilus parainfluenzae at -70 degrees C. Cryobiology. 2001; 43(1):85-7.
https://journal.microbe.ru/jour/article/view/700
doi:10.21055/0370-1069-2011-4(110)-36-40
op_rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).
op_rightsnorm CC-BY
op_doi https://doi.org/10.21055/0370-1069-2011-4(110)-36-40
container_title Problems of Particularly Dangerous Infections
container_issue 4(110)
container_start_page 36
op_container_end_page 40
_version_ 1766343744862289920
spelling ftjppdi:oai:oai.microbe.elpub.ru:article/700 2023-05-15T15:13:09+02:00 Traditional and Modern Protective Media for the Low-Temperature Bacteria Preservation Традиционные и новые защитные среды для низкотемпературной консервации бактерий I. Gracheva V. T. Valova V. G. Grigor'eva V. И. Грачева В. Т. Валова В. Г. Григорьева В. 2011-08-20 application/pdf https://journal.microbe.ru/jour/article/view/700 https://doi.org/10.21055/0370-1069-2011-4(110)-36-40 rus rus Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe” https://journal.microbe.ru/jour/article/view/700/654 Высеканцев И.П., Крашенниникова Т.К., Олехнович Е.В., Степанюк Л.В. Консервирование бактерий Pseudomonas putida при низких температурах. Микробиология. 1992; 77(5):1098-9. Кадетов В.В., Терентьев А.Н., Высеканцев И.П., Анисимов Б.И., Морозова Л.Н., Милютин А.В. Методические аспекты биологической безопасности при консервировании биологического материала для микробиологических исследований. Клин. лаб. диагн.1999; 8:22-4. Пушкарь Н.С., Шраго М.И., Белоус А.М., Калугин Ю.В. Криопротекторы. Киев: Наукова думка; 1978. 204 с. Сидоренко А.В., Новик Г.И., Высеканцев И.П. Криоконсервация бактерий рода Bifidobacterium в стерильных питательных средах в качестве криопротекторов. Микробиология. 2009; 78(5):33-40. Филиппова С.Н., Сургучева Н.А., Кузнецов В.Д., Эль-Регистан Г.И., Гальченко В.Ф. Оптимизация защитных сред для хранения актиномицетов в жидком азоте. Микробиология. 2007; 76(4):573-6. Цуцаева А.А., Попов В.Г., Сытник К.М., Бражников А.М., Иткин Ю.А., Манульский В.Д. и др. Криобиология и биотехнология. Киев: Наукова думка; 1987. 214 с. Цуцаева А.А., Ананьина А.Е., Балыбердина Л.М., Степанюк Л.В., Павленко Н.В. Опыт долгосрочного хранения промышленных штаммов микроорганизмов. Микробиология. 2008; 77(5):696-700. Цуцаева А.А., Сафонова Т.С., Микулинский И.И., Воробьева И.И., Иткин Ю.А. Влияние низких температур (-196 °С) и криопротекторов на некоторые виды бактерий. Микробиология. 1978; XLVII(3):446-9. Aulet de Saab O.C., de Castillo M.C., de Ruiz Holgado A.P., de Nader O.M. Comparative study of preservation and storage of Haemophilus influenzae. Mem. Inst. Oswaldo Cruz. 2001; 96(4):583-6. Cabri guidelines. Laboratory procedures for microorganisms. Protective suspension media for freezing or (freeze)-drying. [Cited 25 Oct 2011]. Available from: http://www.cabri.org/guidelines/microorganisms/M300Ap3.html Chattopadhyay M.K. Bacterial сryoprotectants. Resonance. 2002; 11:59-63. Cleland D., Krader P., McCree C., Tang J., Emerson D. Glycine betaine as a cryoprotectant for prokaryotes. J. Microbiol. Methods. 2004; 58(1):31-8. Cody W.L., Wilson J.M., Hendrixson D.R., Mcler K.S., Hagman K.E., Ott C.M. et al. Skim milk enhances the preservation of thawed -80 °C bacterial stocks. J. Microbiol. Methods. 2008; 75(1):135-8. Feltham R.K.A., Power A.K., Pell P.A., Sneath P.H.A. A simple method for the storage of bacteria at -70 °C. J. Appl. Bacteriol. 1978; 44:313-6. Gilmour M.N., Turner G., Berman R.G., Krenzer A.K. Compact liquid nitrogen storage system yielding high recoveries of gram-negative anaerobes. Appl. Environ. Microbiol. 1978; 35(1):84-8. Gorman R., Adley C.C. An evaluation of five preservation techniques and conventional freezing temperatures of -20 °C and -85 °C for long-term preservation of Campylobacter jejuni. Lett. Appl. Microbiol. 2004; 38:306-10. Hubalec Z. Protectants used in the cryopreservation of microorganisms. Cryobiology. 2003; 46(3):205-29. Kawahara H. Cryoprotectants and ice-binding proteins. In: Margesin R. et al., editors. Psychrophiles: from biodiversity to biotechnology. Springer Berlin Heidelberg; 2008. P. 229-46. Kim S.J., Yim J.H. Cryoprotective properties of exopolysaccharide (P-21653) produced by the antarctic bacterium, Pseudoalteromonas arctica KOPRI 21653. J. Microbiol. 2007; 45(6):510-4. Koenig G.L. Viability of and plasmid retention in frozen recombinant Escherichia coli over time: a ten-year prospective study. Appl. Environ. Microbiol. 2003; 11:6605-9. Marx J.G, Carpenter S.D, Deming J.W. Production of cryoprotectant extracellular polysaccharide substances (EPS) by the marine psychrophilic bacterium Colwellia psychrerythraea strain 34H under extreme conditions. Can. J. Microbiol. 2009; 55(1):63-72. Michel C., Garcia C. Virulence stability in Flavobacterium psychrophilum after storage and preservation according to different procedures. Vet. Res. 2003; 34:127-32. Sheehan V.M., Sleator R.D., Fitzgerald G.F., Hill C. Heterologous expression of betL, a betaine uptake system, enhances the stress tolerance of Lactobacillus salivarius UCC118. Appl. Environ. Microbiol. 2006; 72(3):2170-7. Shimodori S., Moriya T., Kohashi O., Faming D., Amako K. Extraction from prawn shells of substances cryoprotective for Vibrio cholerae. Appl. Environ. Microbiol. 1989; 55:2726-8. Siberry G, Brahmadathan K.N., Pandian R, Lalitha M.K., Steinhoff M.C., John T.J. Comparison of different culture media and storage temperatures for the long-term preservation of Streptococcus pneumoniaein the tropics. Bull. World Health Organisation. 2001; 79(1):43-7. Tindall B.J. Vacuum-drying and cryopreservation of prokaryotes. Methods Mol. Biol. 2007; 368:73-97. Votava M, Strítecká M. Preservation of Haemophilus influenzae and Haemophilus parainfluenzae at -70 degrees C. Cryobiology. 2001; 43(1):85-7. https://journal.microbe.ru/jour/article/view/700 doi:10.21055/0370-1069-2011-4(110)-36-40 Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). CC-BY Problems of Particularly Dangerous Infections; № 4(110); 36-40 Проблемы особо опасных инфекций; № 4(110); 36-40 2658-719X 0370-1069 10.21055/0370-1069-2011-4(110) low-temperature preservation bacteria cryoprotectors protective media низкотемпературная консервация бактерии криопротекторы защитные среды 576.8 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2011 ftjppdi https://doi.org/10.21055/0370-1069-2011-4(110)-36-40 2020-08-22T19:06:50Z Presented are the literature data on the efficiency of bacteria preservation at temperatures ranging from -20 to -196 °C in the protective media containing such cryoprotectors as glycerol, dimethyl sulfoxide, carbo-hydrates, substances of protein origin specified by regulatory guidelines. Most of the focus is on the publications reporting the results of the long-term bacteria preservation at sub-zero temperatures, optimization of the protective media for pathogenic bacteria, and usage of the compounds with potential cryoprotective activity. Noted is the necessity for approbation of the specified protective media for the conserved bacteria species at the applied preserving temperatures. One of the approaches to the enhancement of the low-temperature preservation techniques is a search for natural protectors, which can provide for surviving of bacteria in the unfavorable conditions, including low temperatures, and a search for possibility to integrate these natural protectors into the cryoprotective media. Displayed are the results of effective application of glycerol-betaine, and polysaccharides of Arctic microorganisms for the low-temperature bacteria preservation. Представлены литературные данные об эффективности консервации бактерий при температурах от -20 до -196 °С в защитных средах, содержащих рекомендованные руководствами криопротекторы - глицерин, диметилсульфоксид, а также углеводы, вещества белковой природы. Главное внимание уделено публикациям, посвященным результатам длительного хранения бактерий при субнулевых температурах, оптимизации защитных сред для патогенных бактерий и использованию соединений с потенциальной криозащитной активностью. Сделан вывод о необходимости апробации рекомендуемых сред для поддерживаемых видов бактерий и используемой температуры хранения. Одним из направлений совершенствования технологий низкотемпературной консервации является поиск природных протекторов, обеспечивающих выживание бактерий в стрессовых условиях, включая низкие температуры, и возможность включения их в состав криозащитных сред. Приведены результаты успешного использовании глицин-бетаина, полисахаридов арктических микроорганизмов для низкотемпературной консервации бактерий. Article in Journal/Newspaper Arctic Problems of Particularly Dangerous Infections (E-Journal) Arctic Problems of Particularly Dangerous Infections 4(110) 36 40