Nie každý vie odpovedať, čo je Bacillus subtilis. Väčšina z nás však toto stvorenie veľmi dobre pozná. Každý, kto niekedy dvíhal čerstvo pokosenú trávu, videl pod ňou belavý povlak. Ide o baktériu Bacillus subtilis. Táto baktéria, v prírode nezvyčajne bežná, bola pôvodne pestovaná na polámanom sene. Preto to nazývame palica sena.
Mikrobiologický „model“
Rôzne odvetvia biológie majú svoje vlastné „modelové“organizmy, ktoré sa stávajú hlavným predmetom štúdia a experimentov. Napríklad v genetike sa takýmto organizmom stala ovocná muška Drosophila, v mikrobiológii prvoky - brvitá topánka a v bakteriológii - Bacillus subtilis.
Vďaka tejto baktérii bol dôkladne preštudovaný proces tvorby spór a mechanizmus fungovania motorického motora bičíkových baktérií. Molekulárni biológovia boli medzi prvými, ktorí rozlúštili genóm tohto bacila.
Bacillus subtilis dnes rastie v stave beztiaže a skúma sa jeho vplyv na genóm populácie. Vo vesmírnej biológiiožiarený kozmickým ultrafialovým žiarením a preskúmať jeho schopnosť prežiť v podmienkach blízkych tým na Marse.
Krátky popis
Senovú palicu prvýkrát opísal v roku 1835 nemecký biológ Christian Gottfried Ehrenberg (1795-1876). Bacillus dobre rástol na extrakte sena, a preto dostal prvú časť názvu. Navonok ide o tyčinkové baktérie, preto sa nazývajú tyčinky.
Sú to pomerne veľké bacily (dĺžka do 0,008 mm, priemer 0,0006 mm), ktoré možno vidieť aj v školskom mikroskope. Bacillus subtilis má na povrchu bunkovej membrány veľa bičíkov.
Tieto mobilné baktérie sú aeróby (na zabezpečenie svojich životne dôležitých procesov potrebujú atmosférický kyslík). Ale niektoré kmene (umelo vypestované geneticky homogénne skupiny) sa môžu stať fakultatívnymi anaeróbmi.
Optimálna teplota pre palice sena je medzi 25 a 30 stupňami Celzia. Ale prežijú pri -5 a +150 stupňoch vďaka tvorbe spór.
Výživa a distribúcia
V prírode žije Bacillus subtilis v pôde, ale nachádza sa vo vode a prachu. Tieto mikroorganizmy sú súčasťou mikroflóry našich čriev a gastrointestinálneho traktu zvierat.
Sú to saprofytické baktérie, ktoré sa živia organickými zvyškami. Hlavným zdrojom energie sú pre nich polysacharidy na báze glukózy rastlinného (celulóza a škrob) a živočíšneho (glykogénového) pôvodu.
Produkty látkovej premeny senného bacila sú aminokyseliny, vitamíny, rôzne enzýmy, antibiotiká. Človek sa už dávno naučil využívať tieto vlastnosti baktérií pri svojej činnosti.
Funkcie biochémie
Najdôležitejšie vlastnosti tyčiniek sena zahŕňajú ich schopnosť zvyšovať kyslosť prostredia a produkovať antibiotiká.
Tieto bacily sú antagonistami kvasinkových húb, salmonely, améby Proteus a dyzentérie, streptokokov a stafylokokov.
Senové bacily v procese života syntetizujú aminokyseliny, antibiotiká, enzýmy a imunoaktívne látky. Dnes sa kmene tohto bacila používajú pri výrobe enzýmov, antibiotík, biologických produktov (zvýrazňovače zápachu, potravinové prísady), insekticídov.
Ako pestovať kolóniu
V Petriho miskách vyzerajú kolónie týchto bacilov ako pokrčené placky s vlnitými okrajmi bielej alebo ružovkastej farby, suchou a zamatovou štruktúrou.
V laboratóriách sa kmene senných bacilov pestujú na mäsovo-peptónovom bujóne alebo agare, umelých médiách alebo na látke so zvyškami rastlinného organizmu.
Doma stačí obyčajné seno uvariť a nálev na 1-2 dni odložiť na teplé miesto. Na povrchu vodného nálevu sa objaví film výlučne z baktérií senného bacila. Všetky ostatné mikroorganizmy pri varení zomrú.
Oportúnne patogény
Vstupujemzloženie mikrobioty žalúdočného traktu, senný bacilus podporuje rozklad komplexných polysacharidov (celulózy), rozkladá bielkoviny a prispieva k inhibícii patogénnej mikroflóry.
V otvorených ranách na ľudskom tele tieto baktérie vylučujú antibiotiká a enzýmy, ktoré rozkladajú odumreté tkanivo. Už bolo dokázané, že tieto bacily majú negatívny vplyv na patogénne organizmy pri chirurgickej infekcii (Salmonella, Staphylococcus, Streptococcus).
Sú však podmienene patogénne, pretože majú pre ľudí také negatívne schopnosti:
- Môže spôsobiť alergickú vyrážku.
- Spôsobiť otravu jedlom pri konzumácii pokazeného jedla.
- Môže spôsobiť očné infekcie.
Palička sena a muž
Z hľadiska ľudského použitia sú baktérie zaujímavé v kontexte dvoch otázok:
- Ako nám môžu pomôcť.
- Ako nám môžu ublížiť.
Ľudská spolupráca s paličkou sena začala už dávno. Dnes mikrobiológovia vypestovali mnoho kmeňov tohto bacila s presne definovanými vlastnosťami. Tento mikroorganizmus sa využíva v rastlinnej výrobe, chove zvierat, výrobe liekov, metódach odpadového hospodárstva v rámci zelenej ekonomiky.
Bacily v medicíne
Biochemické vlastnosti umožňujú široké využitie tohto organizmu pri výrobe liekov. Bacillus subtilis podľa farmakologických charakteristík označuje:
- Protihnačky.
- Imunomodulátory.
Prípravky na báze senného bacilu ("Sporobacterin", "Bactisubtil", "Biosporin") sa predpisujú na dysbakteriózu čriev a pohlavného traktu, v pooperačnom období s hnisavými komplikáciami.
Je však potrebné pamätať na kontraindikácie, z ktorých hlavnou je precitlivenosť alebo intolerancia na zložky lieku.
Tento mikroorganizmus je tiež široko používaný v doplnkoch stravy.
Iné aplikácie
V rastlinnej výrobe je najbežnejším prípravkom na báze senného bacilu "Fitosporin". Je účinný v boji proti hubovým a bakteriálnym ochoreniam kultúrnych rastlín. Zároveň sa plody môžu konzumovať aj v deň postriekania drogou.
V chove zvierat sa zvláštnosť sena používa na fermentáciu celulózy, čo prispieva k lepšiemu vstrebávaniu sacharidov zvieratami. Okrem toho sa antibakteriálne lieky založené na tejto tyčinke široko používajú v chove zvierat, hydine a chove rýb.
Proteázy a amylázy, enzýmy senného bacila, sa komerčne vyrábajú a používajú sa v pracích, opaľovacích a čistiacich prípravkoch.
Existujú jednotlivé kmene, ktoré majú veľmi úzku špecializáciu. Používajú sa napríklad na výrobu japonského natto na báze sóje.
Plány do budúcnosti
Vývoj genetického inžinierstva je tiež nemožný bezbaktérie. A palica sena nie je posledná v zozname „modelov“na vytváranie transgénnych organizmov.
O pomoci pri prieskume vesmíru sme už písali.
Štúdium rozšírenia senného bacila v prírode sa dnes aktívne rozvíja z hľadiska environmentálnej bezpečnosti. Už sa pracuje na hodnotení stavu životného prostredia na základe korelácie distribúcie tohto jedinečného mikroorganizmu v ekotope.
