Ne každý dokáže odpovědět, co je Bacillus subtilis. Většina z nás však tohoto tvora velmi dobře zná. Kdo někdy zvedal čerstvě posečenou trávu, viděl pod ní bělavý povlak. Jedná se o bakterie Bacillus subtilis. Tato v přírodě nezvykle běžná bakterie se původně pěstovala na rozlámaném seně. Proto tomu říkáme hůl sena.
Mikrobiologický "model"
Různá odvětví biologie mají své vlastní „modelové“organismy, které se stávají hlavním předmětem studia a experimentů. Například v genetice se takovým organismem stala ovocná muška Drosophila, v mikrobiologii prvoků - brvitá bota a v bakteriologii - Bacillus subtilis.
Díky této bakterii byl důkladně prostudován proces tvorby spor a mechanismus fungování motorického motoru bičíkových bakterií. Molekulární biologové byli mezi prvními, kdo rozluštili genom tohoto bacila.
Bacillus subtilis dnes roste ve stavu beztíže a studuje se jeho vliv na genom populace. Ve vesmírné biologiiozářen kosmickým ultrafialovým zářením a prozkoumat jeho schopnost přežít v podmínkách blízkých podmínkám na Marsu.
Krátký popis
Kůl sena byl poprvé popsán v roce 1835 německým biologem Christianem Gottfriedem Ehrenbergem (1795-1876). Bacillus dobře rostl na extraktu ze sena, a proto dostal první část názvu. Navenek se jedná o tyčinkovité bakterie, proto se jim říká tyčinky.
Jsou to poměrně velké bacily (délka do 0,008 mm, průměr 0,0006 mm), které lze vidět i ve školním mikroskopu. Bacillus subtilis má na povrchu buněčné membrány mnoho bičíků.
Tyto mobilní bakterie jsou aerobní (k zajištění svých životně důležitých procesů potřebují atmosférický kyslík). Ale některé kmeny (uměle pěstované geneticky homogenní skupiny) se mohou stát fakultativními anaeroby.
Optimální teplota pro tyče sena je mezi 25 a 30 stupni Celsia. Ale přežijí při -5 a +150 stupních díky tvorbě spór.
Výživa a distribuce
V přírodě žije Bacillus subtilis v půdě, ale vyskytuje se ve vodě a prachu. Tyto mikroorganismy jsou součástí mikroflóry našich střev a gastrointestinálního traktu zvířat.
Jsou to saprofytické bakterie, živí se organickými zbytky. Hlavním zdrojem energie jsou pro ně polysacharidy na bázi glukózy rostlinného (celulóza a škrob) a živočišného (glykogen) původu.
Produkty látkové výměny bacilů sena jsou aminokyseliny, vitamíny, různé enzymy, antibiotika. Člověk se odedávna naučil využívat tyto vlastnosti bakterií při svých činnostech.
Funkce biochemie
Mezi nejdůležitější vlastnosti tyčinek sena patří jejich schopnost zvyšovat kyselost prostředí a produkovat antibiotika.
Tyto bacily jsou antagonisty kvasinkových hub, salmonely, améby Proteus a úplavice, strepto- a stafylokoků.
Bacily sena v procesu života syntetizují aminokyseliny, antibiotika, enzymy a imunoaktivní látky. Dnes se kmeny tohoto bacila používají při výrobě enzymů, antibiotik, biologických produktů (zvýrazňovače zápachu, potravinářské přísady), insekticidů.
Jak pěstovat kolonii
V Petriho miskách vypadají kolonie těchto bacilů jako vrásčité palačinky se zvlněnými okraji bílé nebo narůžovělé barvy, suchou a sametovou strukturou.
V laboratořích se kmeny bacilů sena pěstují na masově-peptonovém bujónu nebo agaru, umělých médiích nebo na látce se zbytky rostlinného organismu.
Doma stačí uvařit obyčejné seno a nálev dát na 1-2 dny na teplé místo. Na povrchu vodního nálevu se objeví film výhradně z bakterií senného bacila. Všechny ostatní mikroorganismy při vaření zemřou.
Oportunní patogeny
Zadávánísložení mikrobioty žaludečního traktu, bacil sena podporuje rozklad komplexních polysacharidů (celulózy), štěpí bílkoviny a přispívá k inhibici patogenní mikroflóry.
V otevřených ranách na lidském těle tyto bakterie vylučují antibiotika a enzymy, které rozkládají mrtvou tkáň. Již bylo prokázáno, že tyto bacily mají negativní vliv na patogenní organismy při chirurgické infekci (Salmonella, Staphylococcus, Streptococcus).
Jsou však podmíněně patogenní, protože mají pro lidi takové negativní schopnosti:
- Může způsobit alergickou vyrážku.
- Při konzumaci zkaženého jídla způsobit otravu jídlem.
- Může způsobit oční infekce.
Kůl sena a člověče
Z hlediska lidského použití jsou bakterie zajímavé v kontextu dvou otázek:
- Jak nám mohou pomoci.
- Jak nám mohou ublížit.
Lidská spolupráce s hay stick začala už dávno. Dnes mikrobiologové vypěstovali mnoho kmenů tohoto bacila s přesně definovanými vlastnostmi. Tento mikroorganismus se využívá v rostlinné výrobě, chovu zvířat, výrobě léků, metodách nakládání s odpady v rámci zelené ekonomiky.
Bacily v medicíně
Biochemické vlastnosti umožňují široké využití tohoto organismu při výrobě léků. Bacillus subtilis, podle farmakologických charakteristik, odkazuje na:
- Antidiarrheals.
- Imunomodulátory.
Přípravky na bázi senného bacilu ("Sporobacterin", "Bactisubtil", "Biosporin") se předepisují pro dysbakteriózu střev a genitálního traktu, v pooperačním období s hnisavými komplikacemi.
Nicméně stojí za to pamatovat na kontraindikace, z nichž hlavní je přecitlivělost nebo intolerance na složky léku.
Tento mikroorganismus je také široce používán v doplňcích stravy.
Další aplikace
V rostlinné výrobě je nejběžnějším přípravkem na bázi senného bacilu "Fitosporin". Je účinný v boji proti houbovým a bakteriálním chorobám kulturních rostlin. Plody se přitom dají jíst i v den, kdy jsou drogou postříkány.
V chovu zvířat se zvláštnost tyčinek sena využívá ke fermentaci celulózy, což přispívá k lepší absorpci sacharidů zvířaty. Kromě toho jsou antibakteriální léky na bázi této tyčinky široce používány v chovu zvířat, drůbežářství a chovu ryb.
Proteázy a amylázy, enzymy bacilů sena, jsou komerčně vyráběny a používají se v detergentech, opalovacích a čisticích přípravcích.
Existují jednotlivé kmeny, které mají velmi úzkou specializaci. Používají se například k výrobě japonského natto na bázi sóji.
Plány do budoucna
Vývoj genetického inženýrství je také nemožný bezbakterie. A hůl sena není poslední v seznamu "modelů" pro vytváření transgenních organismů.
O pomoci při průzkumu vesmíru jsme již psali.
Studium rozšíření senného bacila v přírodě se dnes aktivně rozvíjí z hlediska bezpečnosti životního prostředí. Již existují práce na hodnocení stavu životního prostředí na základě korelace distribuce tohoto jedinečného mikroorganismu v ekotopu.
