Kaikki eivät voi vastata, mikä Bacillus subtilis on. Useimmat meistä tuntevat kuitenkin tämän olennon hyvin. Jokainen, joka on koskaan nostanut juuri leikattua ruohoa, on nähnyt sen alla valkean pinnoitteen. Tämä on Bacillus subtilis -bakteeri. Tämä luonnossa epätavallisen yleinen bakteeri kasvatettiin alun perin murtuneen heinän päällä. Siksi kutsumme sitä heinätikkuksi.
Mikrobiologinen "malli"
Biologian eri aloilla on omat "malli-organisminsa", joista tulee tutkimuksen ja kokeiden pääkohde. Esimerkiksi genetiikassa Drosophila-hedelmäkärpäsestä on tullut tällainen organismi, alkueläinten mikrobiologiassa - ripsien kenkä ja bakteriologiassa - Bacillus subtilis.
Tämän bakteerin ansiosta itiöiden muodostumisprosessia ja siimabakteerien moottorimoottorin toimintamekanismia on tutkittu perusteellisesti. Molekyylibiologit olivat ensimmäisten joukossa, jotka selvittivät tämän basillin genomin.
Tänään Bacillus subtilista kasvatetaan painottomuudessa ja sen vaikutusta populaation genomiin tutkitaan. Avaruusbiologiassasäteilytetty kosmisella ultravioletilla ja tutkia sen kykyä selviytyä olosuhteissa, jotka ovat lähellä Marsin olosuhteita.
Lyhyt kuvaus
Heinäkepin kuvasi ensimmäisen kerran vuonna 1835 saksalainen biologi Christian Gottfried Ehrenberg (1795-1876). Basilli kasvoi hyvin heinäuutteessa, minkä vuoksi se sai nimen ensimmäisen osan. Ulkoisesti nämä ovat sauvan muotoisia bakteereja, joten niitä kutsutaan sauvoiksi.
Nämä ovat melko suuria basilleja (pituus jopa 0,008 mm, halkaisija 0,0006 mm), jotka voidaan nähdä jopa koulumikroskoopilla. Bacillus subtiliksessa on monia siimoja solukalvon pinnalla.
Nämä liikkuvat bakteerit ovat aerobeja (ne tarvitsevat ilmakehän happea varmistaakseen elintärkeiden prosessiensa). Mutta joistakin kannoista (keinotekoisesti kasvatetuista geneettisesti homogeenisista ryhmistä) voi tulla fakultatiivisia anaerobeja.
Heinätikkujen optimaalinen lämpötila on 25–30 celsiusastetta. Mutta ne selviävät -5 ja +150 asteessa itiöiden muodostumisen ansiosta.
Ravinto ja jakelu
Luonnossa Bacillus subtilis elää maaperässä, mutta sitä löytyy vedestä ja pölystä. Nämä mikro-organismit ovat osa suolistomme ja eläinten ruoansulatuskanavan mikroflooraa.
Nämä ovat saprofyyttisiä bakteereja, jotka syövät orgaanisia jäämiä. Niiden pääasiallinen energianlähde ovat kasviperäistä (selluloosa ja tärkkelys) ja eläinperäistä (glykogeeni) glukoosiin perustuvat polysakkaridit.
Heinäbasillin aineenvaihduntatuotteita ovat aminohapot, vitamiinit, erilaiset entsyymit, antibiootit. Ihminen on pitkään oppinut käyttämään näitä bakteerien ominaisuuksia toiminnassaan.
Biokemian ominaisuudet
Heinätikkujen tärkeimpiä ominaisuuksia ovat niiden kyky lisätä ympäristön happamuutta ja tuottaa antibiootteja.
Nämä basillit ovat hiivasienten, salmonellan, ameba Proteuksen ja punataudin, strepto- ja stafylokokkien antagonisteja.
Elämän prosessissa heinäbasillit syntetisoivat aminohappoja, antibiootteja, entsyymejä ja immunoaktiivisia aineita. Nykyään tämän basillin kantoja käytetään entsyymien, antibioottien, biologisten tuotteiden (hajunvahvistimien, elintarvikelisäaineiden), hyönteismyrkkyjen valmistukseen.
Kuinka kasvattaa siirtomaa
Petrimaljoissa näiden basillien pesäkkeet näyttävät ryppyisiltä pannukakkuilta, joiden reunat ovat valkoisia tai vaaleanpunaisia ja joiden rakenne on kuiva ja samettinen.
Laboratorioissa heinäbasillikantoja kasvatetaan liha-peptoniliemellä tai agarilla, keinotekoisissa elatusaineissa tai aineessa, jossa on kasviorganismin jäänteitä.
Kotona riittää, että keitetään tavallinen heinä ja laitetaan infuusio lämpimään paikkaan 1-2 päiväksi. Vesiinfuusion pinnalle muodostuu kalvo yksinomaan heinäbasillin bakteereista. Kaikki muut mikro-organismit kuolevat keitettäessä.
Opportunistiset patogeenit
Sisääntulomahalaukun mikrobiston koostumus, heinäbasilli edistää monimutkaisten polysakkaridien (selluloosan) hajoamista, hajottaa proteiineja ja edistää patogeenisen mikrobiston estämistä.
Ihmiskehon avoimissa haavoissa nämä bakteerit erittävät antibiootteja ja entsyymejä, jotka hajottavat kuollutta kudosta. On jo todistettu, että näillä basilleilla on negatiivinen vaikutus patogeenisiin organismeihin kirurgisen infektion aikana (Salmonella, Staphylococcus, Streptococcus).
Ne ovat kuitenkin ehdollisesti patogeenisiä, koska niillä on sellaisia negatiivisia kykyjä ihmisille:
- Voi aiheuttaa allergisen ihottuman.
- Aiheuttaa ruokamyrkytystä syödessään pilaantunutta ruokaa.
- Voi aiheuttaa silmätulehduksia.
Heinätikku ja mies
Ihmiskäytön kann alta bakteerit ovat kiinnostavia kahden kysymyksen yhteydessä:
- Kuinka he voivat auttaa meitä.
- Kuinka he voivat vahingoittaa meitä.
Ihmisyhteistyö heinäkepin kanssa alkoi kauan sitten. Nykyään mikrobiologit ovat kasvattaneet monia tämän basillin kantoja, joilla on hyvin määritellyt ominaisuudet. Tätä mikro-organismia käytetään kasvintuotannossa, karjanhoidossa, lääkkeiden tuotannossa, jätehuoltomenetelmissä vihreän talouden puitteissa.
Basillit lääketieteessä
Biokemialliset ominaisuudet mahdollistavat tämän organismin laajan käytön lääkkeiden tuotannossa. Bacillus subtilis viittaa farmakologisten ominaisuuksien mukaan:
- Ripulinlääkkeet.
- Immunomodulaattorit.
Heinäbasilliin perustuvia valmisteita ("Sporobacterin", "Bactisubtil", "Biosporin") määrätään suoliston ja sukuelinten dysbakterioosiin, leikkauksen jälkeisenä aikana märkivien komplikaatioiden kanssa.
On kuitenkin syytä muistaa vasta-aiheet, joista suurin on yliherkkyys tai intoleranssi lääkkeen aineosille.
Tätä mikro-organismia käytetään laajasti myös ravintolisissä.
Muut sovellukset
Kasvinviljelyssä yleisin heinäbasilliin perustuva valmiste on "Fitosporin". Se on tehokas viljelykasvien sieni- ja bakteerisairauksien torjunnassa. Samalla hedelmät voidaan syödä jopa sinä päivänä, jona ne ruiskutetaan lääkkeellä.
Eläinhoidossa heinätikkujen erikoisuutta käytetään selluloosan käymiseen, mikä edistää eläinten hiilihydraattien parempaa imeytymistä. Lisäksi tähän tikkuun perustuvia antibakteerisia lääkkeitä käytetään laaj alti karjanhoidossa, siipikarjankasvatuksessa ja kalankasvatuksessa.
Proteaaseja ja amylaaseja, heinäbasillien entsyymejä, tuotetaan kaupallisesti ja niitä käytetään pesuaineissa, parkitus- ja puhdistusvalmisteissa.
On olemassa yksittäisiä kantoja, joilla on hyvin kapea erikoistuminen. Niistä valmistetaan esimerkiksi japanilaista soijapapupohjaista nattoa.
Tulevaisuuden suunnitelmat
Geenitekniikan kehittäminen on myös mahdotonta ilmanbakteerit. Eikä heinätikku ole viimeinen siirtogeenisten organismien luomiseen tarkoitettujen "mallien" luettelossa.
Olemme jo kirjoittaneet avusta avaruustutkimuksessa.
Nykyään heinäbasillien leviämisen tutkimus luonnossa kehittyy aktiivisesti ympäristöturvallisuuden näkökulmasta. Tämän ainutlaatuisen mikro-organismin ekotoopissa jakautumisen korrelaatioon perustuvien ympäristön tilan arvioimiseksi on jo tehty töitä.
