Ne može svako odgovoriti šta je Bacillus subtilis. Međutim, većina nas je veoma upoznata sa ovim stvorenjem. Svako ko je ikada dizao svježe pokošenu travu vidio je bjelkastu prevlaku ispod nje. Ovo je bakterija Bacillus subtilis. Ova bakterija, neobično česta u prirodi, prvobitno je uzgajana na lomljenom sijenu. Zato ga zovemo štap sijena.
Mikrobiološki "model"
Različite grane biologije imaju svoje vlastite "modelne" organizme, koji postaju glavni predmet proučavanja i eksperimenata. Na primjer, u genetici je voćna mušica Drosophila postala takav organizam, u mikrobiologiji protozoa - trepavica, a u bakteriologiji - Bacillus subtilis.
Zahvaljujući ovoj bakteriji, proces formiranja spora i mehanizam rada motornog motora flagelarnih bakterija su detaljno proučeni. Molekularni biolozi bili su među prvima koji su dešifrovali genom ovog bacila.
Danas se Bacillus subtilis uzgaja u bestežinskom stanju i proučava se njegov uticaj na genom populacije. U svemirskoj biologijiozračen kosmičkim ultraljubičastim zračenjem i istražiti njegovu sposobnost da preživi u uslovima bliskim onima na Marsu.
Kratak opis
Štap za seno je prvi opisao 1835. godine nemački biolog Christian Gottfried Ehrenberg (1795-1876). Bacil je dobro rastao na ekstraktu sijena, zbog čega je i dobio prvi dio imena. Spolja, ovo su bakterije u obliku štapa, pa se zovu štapići.
To su prilično veliki bacili (dužine do 0,008 mm, prečnika 0,0006 mm), koji se mogu vidjeti čak i u školskom mikroskopu. Bacillus subtilis ima mnogo flagela na površini ćelijske membrane.
Ove mobilne bakterije su aerobi (potreban im je kisik iz atmosfere da bi osigurale svoje vitalne procese). Ali neki sojevi (vještački uzgojene genetski homogene grupe) mogu postati fakultativni anaerobi.
Optimalna temperatura za štapove sijena je između 25 i 30 stepeni Celzijusa. Ali oni će preživjeti na -5 i na +150 stepeni, zahvaljujući formiranju spora.
Prehrana i distribucija
U prirodi, Bacillus subtilis živi u tlu, ali se nalazi u vodi i prašini. Ovi mikroorganizmi su dio mikroflore naših crijeva i gastrointestinalnog trakta životinja.
Ovo su saprofitne bakterije, hrane se organskim ostacima. Glavni izvor energije za njih su polisaharidi na bazi glukoze biljnog (celuloza i škrob) i životinjskog (glikogen) porijekla.
Metabolički produkti bacila sena su aminokiseline, vitamini, razni enzimi, antibiotici. Čovjek je odavno naučio da koristi ove karakteristike bakterija u svojim aktivnostima.
Karakteristike biohemije
Najvažnija svojstva štapića sijena uključuju njihovu sposobnost da povećaju kiselost okoline i proizvode antibiotike.
Ovi bacili su antagonisti gljivica kvasca, salmonele, amebe Proteus i dizenterije, strepto- i stafilokoka.
U procesu života, bacili sijena sintetiziraju aminokiseline, antibiotike, enzime i imunoaktivne supstance. Danas se sojevi ovog bacila koriste u proizvodnji enzima, antibiotika, bioloških proizvoda (pojačivači mirisa, aditivi u hrani), insekticida.
Kako uzgajati koloniju
U Petrijevim posudama kolonije ovih bacila izgledaju kao naborane palačinke sa valovitim rubovima bijele ili ružičaste boje, suhe i baršunaste strukture.
U laboratorijama se sojevi bacila sijena uzgajaju na mesno-peptonskom bujonu ili agaru, vještačkim podlogama ili na supstanciji sa ostacima biljnog organizma.
Kod kuće je dovoljno prokuvati obično sijeno i staviti infuziju na toplo mjesto 1-2 dana. Na površini vodene infuzije pojavit će se film isključivo od bakterija bacila sijena. Svi ostali mikroorganizmi će umrijeti kada se prokuhaju.
Oportunistički patogeni
Ulazaksastavom mikrobiote želudačnog trakta, bacil sijena pospješuje razgradnju složenih polisaharida (celuloze), razgrađuje proteine i doprinosi inhibiciji patogene mikroflore.
U otvorenim ranama na ljudskom tijelu, ove bakterije luče antibiotike i enzime koji razgrađuju mrtvo tkivo. Već je dokazano da ovi bacili negativno utiču na patogene organizme tokom hirurške infekcije (salmonela, stafilokok, streptokok).
Međutim, oni su uslovno patogeni, jer imaju takve negativne sposobnosti za ljude:
- Može izazvati alergijski osip.
- Izaziva trovanje hranom kada jedete pokvarenu hranu.
- Može uzrokovati infekcije oka.
Stap i čovjek
Sa stanovišta ljudske upotrebe, bakterije su od interesa u kontekstu dva pitanja:
- Kako nam oni mogu pomoći.
- Kako nam mogu nauditi.
Ljudska saradnja sa štapom za seno počela je davno. Danas su mikrobiolozi uzgajali mnoge sojeve ovog bacila sa dobro definisanim kvalitetima. Ovaj mikroorganizam se koristi u biljnoj proizvodnji, stočarstvu, proizvodnji lijekova, metodama upravljanja otpadom u okviru zelene ekonomije.
Bacili u medicini
Biohemijske karakteristike omogućavaju široku upotrebu ovog organizma u proizvodnji lijekova. Bacillus subtilis, prema farmakološkim karakteristikama, odnosi se na:
- Antidijarei.
- Imunomodulatori.
Preparati na bazi bacila sijena ("Sporobacterin", "Bactisubtil", "Biosporin") propisuju se za disbakteriozu crijeva i genitalnog trakta, u postoperativnom periodu sa gnojnim komplikacijama.
Međutim, vrijedi zapamtiti kontraindikacije, od kojih je glavna preosjetljivost ili netolerancija na komponente lijeka.
Ovaj mikroorganizam se takođe široko koristi u dodacima prehrani.
Ostale aplikacije
U biljnoj proizvodnji najčešći preparat na bazi bacila sijena je "Fitosporin". Djelotvoran je u borbi protiv gljivičnih i bakterijskih bolesti gajenih biljaka. U isto vrijeme, plodovi se mogu jesti čak i na dan kada su poprskani lijekom.
U stočarstvu, posebnost štapića sena koristi se za fermentaciju celuloze, što doprinosi boljoj apsorpciji ugljenih hidrata od strane životinja. Osim toga, antibakterijski lijekovi na bazi ovog štapića naširoko se koriste u stočarstvu, peradi i uzgoju ribe.
Proteaze i amilaze, enzimi bacila sijena, se komercijalno proizvode i koriste se u deterdžentima, preparatima za sunčanje i čišćenje.
Postoje pojedinačni sojevi koji imaju vrlo usku specijalizaciju. Na primjer, koriste se za pravljenje japanskog nattoa na bazi soje.
Budući planovi
Razvoj genetskog inženjeringa je također nemoguć bezbakterije. A štap sijena nije zadnji na listi "modela" za stvaranje transgenih organizama.
Već smo pisali o pomoći u istraživanju svemira.
Danas se aktivno razvija proučavanje rasprostranjenosti bacila sijena u prirodi sa stanovišta ekološke sigurnosti. Već postoje radovi na procjeni stanja životne sredine na osnovu korelacije distribucije ovog jedinstvenog mikroorganizma u ekotopu.
