Ikke alle kan svare på, hvad Bacillus subtilis er. Men de fleste af os er meget fortrolige med dette væsen. Enhver, der nogensinde har løftet nyslået græs, har set en hvidlig belægning under det. Dette er bakterien Bacillus subtilis. Denne bakterie, der er usædvanlig almindelig i naturen, blev oprindeligt dyrket på knækket hø. Det er derfor, vi kalder det høstok.
Mikrobiologisk "model"
Forskellige grene af biologien har deres egne "model"-organismer, som bliver hovedobjektet for studier og eksperimenter. For eksempel er Drosophila-frugtfluen i genetik blevet en sådan organisme, i mikrobiologien af protozoer - ciliatskoen, og i bakteriologien - Bacillus subtilis.
Takket være denne bakterie er sporedannelsesprocessen og funktionsmekanismen for flagellarbakteriers motormotor blevet grundigt undersøgt. Molekylærbiologer var blandt de første til at dechifrere genomet af denne bacille.
I dag dyrkes Bacillus subtilis i vægtløshed, og dens effekt på befolkningens genom bliver undersøgt. I rumbiologibestrålet med kosmisk ultraviolet og udforsk dens evne til at overleve under forhold tæt på dem på Mars.
Kort beskrivelse
Høstokken blev første gang beskrevet i 1835 af den tyske biolog Christian Gottfried Ehrenberg (1795-1876). Bacillen voksede godt på høekstrakt, hvorfor den fik den første del af navnet. Udadtil er disse stavformede bakterier, så de kaldes stænger.
Dette er ret store baciller (længde op til 0,008 mm, diameter 0,0006 mm), som kan ses selv i et skolemikroskop. Bacillus subtilis har mange flageller på overfladen af cellemembranen.
Disse mobile bakterier er aerobe (de har brug for atmosfærisk ilt for at sikre deres vitale processer). Men nogle stammer (kunstigt dyrkede genetisk homogene grupper) kan blive fakultative anaerobe.
Den optimale temperatur for høstænger er mellem 25 og 30 grader Celsius. Men de vil overleve ved -5 og ved +150 grader takket være dannelsen af sporer.
Ernæring og distribution
I naturen lever Bacillus subtilis i jorden, men findes i vand og støv. Disse mikroorganismer er en del af mikrofloraen i vores tarme og dyrenes mave-tarmkanal.
Dette er saprofytiske bakterier, de lever af organiske rester. Den vigtigste energikilde for dem er polysaccharider baseret på glukose af vegetabilsk (cellulose og stivelse) og animalsk (glykogen) oprindelse.
Høbacillens stofskifteprodukter er aminosyrer, vitaminer, forskellige enzymer, antibiotika. Mennesket har længe lært at bruge disse træk ved bakterier i sine aktiviteter.
Funktioner i biokemi
De vigtigste egenskaber ved høstænger omfatter deres evne til at øge surheden i miljøet og producere antibiotika.
Disse baciller er antagonister for gærsvampe, salmonella, amøber Proteus og dysenteri, strepto- og stafylokokker.
I løbet af livet syntetiserer høbaciller aminosyrer, antibiotika, enzymer og immunoaktive stoffer. I dag bruges stammer af denne bacille til fremstilling af enzymer, antibiotika, biologiske produkter (lugtforstærkere, fødevaretilsætningsstoffer), insekticider.
Sådan dyrker man en koloni
I petriskåle ligner kolonier af disse baciller rynkede pandekager med bølgede kanter af hvid eller rosa farve, tør og fløjlsagtig struktur.
I laboratorier dyrkes høbacil-stammer på kød-pepton-bouillon eller -agar, kunstige medier eller på et stof med rester af en planteorganisme.
Derhjemme er det nok at koge almindeligt hø og lægge infusionen et lunt sted i 1-2 dage. På overfladen af vandinfusionen vil der udelukkende komme en hinde fra høbacillens bakterier. Alle andre mikroorganismer dør, når de koges.
Opportunistiske patogener
Entersammensætningen af mikrobiotaen i mavekanalen, høbacillus fremmer nedbrydningen af komplekse polysaccharider (cellulose), nedbryder proteiner og bidrager til hæmning af patogen mikroflora.
I åbne sår på den menneskelige krop udskiller disse bakterier antibiotika og enzymer, der nedbryder dødt væv. Det er allerede blevet bevist, at disse baciller har en negativ effekt på patogene organismer under kirurgisk infektion (Salmonella, Staphylococcus, Streptococcus).
Men de er betinget patogene, fordi de har sådanne negative evner for mennesker:
- Kan forårsage allergisk udslæt.
- Forårsager madforgiftning, når du spiser fordærvet mad.
- Kan forårsage øjeninfektioner.
Høpind og mand
Ud fra et menneskeligt synspunkt er bakterier af interesse i forbindelse med to spørgsmål:
- Hvordan kan de hjælpe os.
- Hvordan kan de skade os.
Menneskeligt samarbejde med høstok begyndte for længe siden. I dag har mikrobiologer dyrket mange stammer af denne bacille med veldefinerede kvaliteter. Denne mikroorganisme bruges i afgrødeproduktion, husdyrhold, produktion af medicin, affaldshåndteringsmetoder inden for rammerne af den grønne økonomi.
Baciller i medicin
Biokemiske egenskaber gør det muligt i vid udstrækning at bruge denne organisme til fremstilling af medicin. Bacillus subtilis refererer ifølge farmakologiske karakteristika til:
- Antidiarré.
- Immunomodulatorer.
Preparater baseret på høbaciller ("Sporobacterin", "Bactisubtil", "Biosporin") ordineres til dysbakterier i tarmene og kønsorganerne i den postoperative periode med purulente komplikationer.
Det er dog værd at huske på kontraindikationer, hvoraf den vigtigste er overfølsomhed eller intolerance over for lægemidlets komponenter.
Denne mikroorganisme er også meget brugt i kosttilskud.
Andre applikationer
I afgrødeproduktion er det mest almindelige præparat baseret på høbacille "Fitosporin". Det er effektivt i kampen mod svampe- og bakteriesygdomme hos dyrkede planter. Samtidig kan frugterne spises selv den dag, de sprøjtes med stoffet.
I dyrehold bruges høstængernes særegenhed til at fermentere cellulose, hvilket bidrager til bedre optagelse af kulhydrater hos dyr. Derudover er antibakterielle lægemidler baseret på denne pind meget udbredt i dyrehold, fjerkræavl og fiskeopdræt.
Proteaser og amylaser, enzymerne fra høbacillen, er kommercielt fremstillet og bruges i rengøringsmidler, garvnings- og rengøringsmidler.
Der er individuelle stammer, der har en meget snæver specialisering. For eksempel bruges de til at lave japansk sojabaseret natto.
Fremtidsplaner
Udviklingen af genteknologi er også umulig udenbakterie. Og høstokken er ikke den sidste på listen over "modeller" til at skabe transgene organismer.
Vi har allerede skrevet om assistance til udforskning af rummet.
I dag udvikles undersøgelsen af udbredelsen af høbaciller i naturen aktivt ud fra et miljøsikkerhedssynspunkt. Der er allerede arbejdet med at vurdere miljøets tilstand baseret på sammenhængen mellem fordelingen af denne unikke mikroorganisme i økotopen.
