Ypatingos kultivavimo technikos

http://www.amstelveenweb.com/nieuws-Chlamydia-screeningsproject-wint-Spider-award-20&newsid=108876003
Nors ir yra sukurta įvairių kultivavimui skirtų mitybinių terpių, nemažos dalies bakterijų taip ir nepavyksta sėkmingai auginti laboratorinėmis sąlygomis. Tokių bakterijų kultivavimui gali būti panaudojami kitų organizmų audiniai. Pavyzdžiui, Mycobacterium leprae, raupsus sukeliančios bacilos, dažniausiai yra auginamos šarvuočiuose, kurių kūno temperatūra yra palyginti žema bei atitinka mikrobo augimui reikalingą temperatūrą. Su keliomis išimtimis, obligatinės viduląstelinės bakterijos, pavyzdžiui rikestijos (Rickettsia) ir chlamidijos, neauga dirbtinėse terpėse. Kaip ir virusai, šios bakterijos geba daugintis tik kitų ląstelių viduje.
https://www.kullabs.com/classes/subjects/units/lessons/notes/note-detail/6579

Praeitame įraše aptarėme anaerobų auginimą, tačiau kaip yra auginamos aerobinės bakterijos, kurioms reikia kitokių CO2 koncentracijų, nei yra atmosferoje? Nemaža dalis klinikinių laboratorijų turi anglies dioksido inkubatorius, kuriuose reikalinga CO2 koncentracija yra valdoma elektroninių valdiklių. Taip pat, aukštos CO2 koncentracijos gali būti išgaunamos indeliuose su žvakėmis. Kultūros yra laikomos dideliame uždarame inde su degančia žvake, kuri suvartoja inde esantį deguonį. Žvakė užgęsta, kai deguonies koncentracija inde sumažėja (iki maždaug 17%, vis dar tinkamos aerobų augimui). Taip yra pakeliama CO2 koncentracija (iki maždaug 3%). Mikrobai, kurie geriau auga aukštesnėse CO2 koncentracijose, vadinami kapnofilais (capnophiles). Žemos deguonies, aukštos CO2 koncentracijos yra tinkamos tiems mikroorganizmams, kurie randami virškinimo ar kvėpavimo takuose bei kituose audiniuose, kuriuos kolonizuoja patogeniniai mikrobai.
http://slideplayer.com/slide/10566779/

Nors indai su žvakėmis vis dar naudojami, juos pradeda keisti komerciškai prieinami cheminių medžiagų paketai, induose sukuriantys reikiamas anglies dioksido koncentracijas. Kai reikia inkubuoti tik vieną ar dvi Petri lėkšteles su kultūromis, klinikinės laboratorijos naudoja nedidelius plastikinius maišelius su cheminių medžiagų paketais, kurie aktyvuojami suspaudus ar įpylus kelis mililitrus vandens. Šie paketai sukurti taip, kad galėtų suteikti tikslią anglies dioksido koncentraciją (dažniausiai aukštesnę nei galima pasiekti induose su žvakėmis) ir palikti tiek deguonies, kad būtų galima kultivuoti tokius mikroorganizmus, kaip mikroaerofilines bakterijas Campylobacter.

Biosaugumas
https://apinktiger.wordpress.com/2014/08/03/dont-worry-you-will-not-get-ebola-at-dragoncon/
Kai kurie mikroorganizmai yra tokie pavojingi, kad gali būti kultivuojami tik specializuotose izoliavimo sistemose. Tai ketvirtojo biosaugumo lygmems (BSL-4) laboratorija. Tokios laboratorijos yra atskiriamos nuo kitų pastate esančių patalpų bei joje sukuriamas neigiamas atmosferinis slėgis (kas tai yra, galite pasiskaityti čia), kad patogenai negalėtų ištrūkti iš laboratorijų. Tiek į šias laboratorijas įeinantis, tiek išeinantis oras prateka pro didelio efektyvumo kietųjų dalelių oro filtrus (pvz.: HEPA filtrus). Išeinantis oras yra filtruojamas du kartus. Visos laboratoriją paliekančios atliekos yra nukenksminamos, o personalas privalo dėvėti kostiumus, panašius į kosmonautų, kurie apsaugo juos nuo patogenų bei tiekia deguonį.

Su mažiau pavojingais organizmais dirbama žemesnio biosaugumo lygmens laboratorijose. Pavyzdžiui, įprasta mokomoji mikrobiologijos laboratorija yra BSL-1. Jose dirbama tik su gerai ištirtais, jokio realaus pavojaus nesukeliančiais mikroorganizmais ir medžiagomis. Organizmai, kurie gali sukelti vidutinio sunkumo infekcijas, laikomi BSL-2 laboratorijose. Dirbant jose privaloma dėvėti pirštines, chalatus bei akių ar veido apsaugas. BLS-3 laboratorijoje dirbama su sunkias infekcijas sukeliančiais patogenais (pavyzdžiui tuberkuliozės). Laboratorijoje turi būti sudarytas neigiamas slėgis. Taip pat laboratorija yra aprūpinta oro filtrais, kurie neleistų patogenams ištrūkti iš laboratorijos.

https://bio.libretexts.org/TextMaps/Map%3A_Microbiology_(OpenStax)/13%3A_Control_of_Microbial_Growth/13.1%3A_Controlling_Microbial_Growth
Išsamiau apie biosaugumo lygmenis - kitame “Įdomiosios biologijos” įraše.

Sekit ir dalinkitės. Nauji įrašai kiekvieną pirmadienį, trečiadienį ir penktadienį. Iki kito susitikimo :)

chekas

Informacijos šaltiniai:
  • Gerard J. Tortora, Berdell R. Funke, Christine L. Case. “Microbiology. An Introduction”. 11th edition. p. 163-165

Įdomioji biologija: bakterijų dažymas Gramo būdu

https://en.wikipedia.org/wiki/Gram_staining
„Įdomioji biologija“ vėl grįžta į laboratoriją. Šį kartą apie tai, kodėl bakterijos skirstomos į gramteigiamas ir gramneigiamas bei kaip jas atskirti žiūrint pro mikroskopą.

Gramo dažymas (dažymas Gramo būdu) – bakterijų atskyrimo į dvi grupes būdas. Atskiriamos dvi grupės – gramteigiamos ir gramneigiamos bakterijos (ląstelės). Metodas paremtas bakterinių ląstelių sienelių cheminiais ir fizikiniais skirtumais (todėl čia galite prisiminti bakterinių ląstelių sienelių sudėtį). Dažymas Gramo būdu beveik visada yra pirmasis žingsnis, leidžiantis preliminariai identifikuoti bakterijas.

Metodo pavadinimas kilo iš jo išradusios danų bakteriologo Hans Christian Gram (1853-1938) pavardės. Gram metodą išrado Berlyno ligoninės morge 1884 metais kartu su Carl Friedländer. Gram šį metodą kūrė ne tam, kad galėtų atskirti vieną bakterijų tipą nuo kito, o tam, kad bakterijos taptų geriau matomos nudažytose plaučių audinių dalyse.






https://www.studyblue.com/notes/note/n/lab-exam/deck/17104757


Norint atlikti bakterijų dažymą Gramo būdu, reikia pasiruošti fiksuotą preparatą. Objektinis stiklelis, ant kurio bus ruošiamas preparatas, gerai nuvalomas etanoliu, kad ant jo nebūtų jokių kitų mikroorganizmų. Tada ant jo dedamas lašas distiliuoto vandens ir jame paskirstoma ląstelių masė, paimta su inokuliavimo kilpele. Paimtas ląstelių kiekis turi būti ne per didelis, nes kitaip per mikroskopą matysis vientisa masė. Sumaišius bakterijų ląsteles su vandeniu, palaukiama, kol išgaruos vanduo. Stikliuko kaitinti negalima, nes kitaip lizuosis (suplyš) ląstelės. Tepinėliui išdžiūvus objektinio stiklelio apatinė pusė pakaitinama 3 kartus po kelias sekundes virš liepsnos – taip fiksuojamas preparatas. Šis fiksavimas reikalingas tam, kad dažymo metu mikroorganizmai nenusiplautų. Tuo pačiu, fiksacijos metu, nužudomi dažomi mikroorganizmai. 


 
Tada ant paruošto preparato užpilamas bazinis dažas – kristalvioletas ir palaikoma apie 1 min. laiko. Po to pridedama jodo tirpalo ir palaikoma taip pat 1 min. Jodas padidina sąveiką tarp ląstelės ir dažo – kuo dažas stipriau prisikabina, tuo ryškiau nusidažo mėginys. Toliau mėginys blukinamas 95% etanoliu arba izopropanoliu-acetonu apie 20 sekundžių. Po blukinimo preparatas pakartotinai dažomas safraninu apie 1-2 min. Ant nudažyto preparato uždedamas dengiamasis stiklelis, užlašinamas lašas imersinės alyvos ir mėginys stebimas naudojant imersinį objektyvą (objektyvas yra įmerkiamas į užpiltą imersinę alyvą).

http://www.medicinehack.com/2012/02/gram-staining-procedure-mechanism.html
Gramteigiamos ląstelės turi daug peptidoglikano, kuris yra dehidratuojamas alkoholiu. Dėl dehidratacijos ląstelės sienelėje esančios poros užsidaro ir neleidžia netirpiam kristalvioleto-jodo kompleksui „išeiti“ iš ląstelės. Kompleksas lieka ląstelės viduje, todėl pro mikroskopą gramteigiamas ląsteles matysime violetinės spalvos. Gramteigiamų bakterijų pavyzdžiai: Bacillus, Listeria, Stapylococcus, Steptococcus, Enterococcus ir Clostridium genčių bakterijos.

Gramneigiamose ląstelėse alkoholis lengvai prasiskverbia pro lipidais turtingą išorinę membraną, kurios neturi gramteigiamos ląstelės ir pašalina kristalvioleto-jodo kompleksą iš ląstelės. Po poveikiu alkoholiu gramneigiamos ląstelės tampa beveik nematomos, todėl naudojamas antrasis dažas – safraninas. Pro mikroskopą gramneigiamas ląsteles matysime raudonos spalvos. Gramneigiamų bakterijų pavyzdžiai: cianobakterijos, spirochetos, žaliosios sieros bakterijos ir dauguma Proteobacteria klasės bakterijos.

http://www.differencebtw.com/difference-between-gram-positive-and-gram-negative-bacteria/
Esant senai kultūrai, gramteigiamos ląstelės gali dažytis kaip gramneigiamos. Taip pat yra gramvariabilių bakterijų rūšių – kai kurios tos pačios kultūros ląstelės yra gramteigiamos, o kai kurios – gramneigiamos. Dėl šių priežasčių dažymas Gramo būdu ne visada duoda tikslius rezultatus. Gramvariabilių bakterijų pavyzdžiai: dauguma Mycobacterium genties bakterijų.
Šiam kartui tiek. Sekit ir dalinkitės :)

Iki kito susitikimo

chekas

Informacijos šaltiniai:
  • John G. Holt, Noel R. Krieg, Peter H.A. Sneath, James T. Staley, Stanley T. Williams (1994). Bergey‘s Manual of Determinative Bacteriology (9th ed.). p. 11.
  • Mikrobiologijos laboratorinių metu gauta medžiaga. 

Kompleksinės terpės. Anaerobų auginimas

http://www.bionique.com/mycoplasma-resources/faq/recommend-testing-cultures-for-mycoplasma.html
Sintetinės terpės dažniausiai naudojamos auginant autotrofines bakterijas. Daugumos heterotrofinių bakterijų ir grybelių, pavyzdžiui tokių, su kuriais susiduriame pirmųjų laboratorinių darbų metu (Sarcina sp., Bacillus sp. ir kita), auginimui dažniau naudojamos kompleksinės terpės. Jų sudėtyje yra tokių maistinių medžiagų, kaip mielių, mėsos ar augalų ekstraktas, arba baltymų skaidymo produktai iš minėtų arba kitų šaltinių. Kai sintetinės terpės sudėtis yra tiksliai žinoma, tai kompleksinių terpių cheminė sudėtis tarp partijų skiriasi. Lentelėje matote vienos dažnai naudojamos terpės receptą.

Kompleksinėse terpėse augantys mikroorganizmai daugiausiai energijos, anglies, azoto ir sieros gauna iš baltymų. Baltymai yra didelės, santykinai netirpios molekulės, kurias tik nedaugelis mikroorganizmų geba skaidyti tiesiogiai. Tačiau dalinis baltymų skaidymas rūgštimis ar fermentais sutrumpina aminorūgščių grandines. Tokios aminorūgščių grandinės yra vadinamos peptonais. Šiuos nedidelius ir tirpius fragmentus geba skaidyti dauguma bakterijų.

Mokslo naujienos: nuo gripo mus saugantys mikrobas ir medžiaga

http://multiple-sclerosis-research.blogspot.com/2017/07/interferon-likre-flu-like-symptoms.html
Kiekvienas ne kartą esame girdėję, jog norint apsisaugoti nuo peršalimo ir gripo reikia vartoti vitaminą C. Tačiau jau kuris laikas žinoma, kad tai nėra vienintelė medžiaga, galinti apsaugoti mus nuo gripo. Apie tai šiame „Mokslo naujienų“ įraše.

Gripas, pasireiškiantis karščiavimu, kosuliu ir kūno skausmais, yra dažna ir kartais mirtina viršutinių kvėpavimo takų virusinė infekcija. Vyresni žmonės, nėščios moterys, maži vaikai ir žmonės, sergantys chroninėmis ligomis (pavyzdžiui, astma ar širdies ligomis) patenka į rizikos grupę, kuriems tikėtina, kad išsivystys rimtos gripo komplikacijos. Pasak ligų kontrolės ir prevencijos centrų (JAV) nuo 2004 metų kiekvienais metais vidutiniškai 113 vaikų miršta nuo gripo sukeltų komplikacijų. Pasak pasaulinės sveikatos organizacijos kasmet skaičiuojama 250 000 – 500 000 su gripu susijusių mirčių.

http://www.pnas.org/content/103/44/16568/F1.expansion.html
Mikrobai, kurie gyvena mūsų žarnose, ne tik skaido maistą, bet ir plačiąja prasme padeda imuninei sistemai. Naujasis tyrimas rodo, kad pelių organizmuose tam tikras žarnų mikrobas gali apsaugoti nuo sunkios gripo formos. Greičiausiai prie to šis mikrobas prisideda skaidydamas medžiagas, flavonoidus, kurie įprastai randami juodojoje arbatoje, raudonajame vyne ir mėlynėse (bei kituose maisto produktuose). Tyrimas, atliktas Wašingtono universiteto Medicinos mokyklos mokslininkų, rodo, kad šis flavonoidų skaidymas gali pažaboti sunkius gripo padarinius, dar prieš prasidedant ligai. Šis tyrimas taip pat gali paaiškinti, kodėl žmogaus organizmai skirtingai reaguoja į gripo infekciją.

Mitybinės terpės

http://emp.com.ge/
Maistinių medžiagų šaltinis, paruošiamas mikroorganizmų augimui laboratorinėmis sąlygomis, vadinamas mitybine terpe. Kai kurios bakterijos gali augti ant beveik bet kurios terpės, kitoms bakterijoms reikia specifinių terpių. Yra ir tokių bakterijų, kurios neauga jokiomis sukurtomis dirbtinėmis sąlygomis (yra nekultivuojamos). Mikrobai, kurie yra perkeliami ant mitybinės terpės jų auginimui, yra vadinami inokuliatu. Mikroorganizmai, kurie auga ir dauginasi ant arba pačioje terpėje, yra vadinami kultūra.

http://www.trulaboratories.com/component/virtuemart/microbiology/inoculation-loops-detail.html?Itemid=0
Tarkime, mes norime užauginti tam tikro konkretaus mikroorganizmo kultūrą. Kokie kriterijai keliami mitybinei terpei? Pirma, jos sudėtyje turi būti maistinių medžiagų, reikalingų konkretaus mikroorganizmo augimui. Taip pat joje turi būti pakankamai drėgmės, optimalus pH ir tinkamas kiekis deguonies (arba jo turi nebūti). Mitybinė terpė privalo būti sterili – prieš inokuliuojant norimus mikroorganizmus, joje neturi būti jokių kitų mikroorganizmų. Tik tada auginsime tik tuos mikrooganizmus, kuriuos norime auginti. Galiausiai, auganti kultūra turi būti inkubuota tinkamoje temperatūroje.

Bioplėvelės

https://en.wikipedia.org/wiki/Biofilm
Gamtoje mikroorganizmai retai gyvena izoliuotose, vienos rūšies kolonijose, kokias matome laboratorinėmis sąlygomis Petri lėkštelėse. Jiems būdingas „gyvenimas“ biocenozėse (bendrijose), vadinamose bioplėvelėmis. Bioplėveles gaubia matriksas, sudarytas iš polisacharidų. Jame taip pat yra DNR ir baltymų. Bioplėvelių matriksas dažnai yra vadinamas gleivėmis. Ląstelės-ląstelės cheminė komunikacija, arba quorum sensing (kvorumo jutimas), leidžia bakterijoms koordinuoti jų veiklą ir telktis į biocenozes, kurios teikia joms naudą. Dėl to bioplėvelės nėra tik bakterinis gleivių sluoksnis, bet ir biologinė sistema – bakterijos yra organizuotos į koordinuotą, funkcionalią biocenozę.
https://www.pinterest.com/pin/346706871294074566/





Pasiutligė

https://www.vetary.com/dog/condition/rabies
Prieš beveik dvejus metus, vieną gražų lapkričio vakarą, kartu su vaikinu buvome nuvykę pasivaikščioti prie Verkių rūmų. Priėję prie šlaito išgirdome gailų kačiuko kniaukimą. Aš tiesiog negalėjau jo palikti tenais – artėja šalčiai, o kniaukimas garsiai vilnija po Neries pakrantę. Ką gi, įtikinusi vaikiną, sėdame į mašiną ir nusileidžiame prie Neries. Ten pamatėme, kad nebuvome vieninteliai susirūpinę graudžiu kačiuko likimu. Keliolika minučių klausėmės, iš kurios vietos
sklinda miauksėjimas, kol galiausiai supratome, kad kačiukas įlindęs į žoles prie pat upės. Tamsu, surasti jį gana sunku, tačiau tai mums pavyko. Bet ką daryti
toliau? Kaip jį sugauti tarp tų žolių? Aš laikau telefoną su įjungtu žibintuvėlių, vaikinas bando lįsti tarp žolių ir paimti kačiuką. Jis lenda gilyn į žoles. Galiausiai kačiukas visgi atsiduria vaikino rankose, tačiau kačiukas nesuprato, kad jam norime padėti – pradėjo gintis, kandžiotis ir draskytis. Vaikinas perduoda kačiuką man, bet aš jo išlaikyti nesugebėjau – kelis įdrėskimus gavau ir pati. Kačiukas pabėgo ir toliau pradėjo gailiai miauksėti, o mes keliavome tiesiai į ligoninės priimamąjį. Kol kalbėjausi su mane priėmusiu rezidentu, prisiminiau, kad mikroorganizmų genetikos paskaitai turiu paruošti prezentaciją laisva tema. O kodėl gi tai negalėtų būti pasiutligė? Tai yra istorija, kodėl įrašas apie pasiutligę atsiduria „Asmeniniame“ skyrelyje.

Deguonis ir organiniai augimo faktoriai

http://whoinventedme.net/who-invented-oxygen/
Deguonis
Mes esame įpratę manyti, jog molekulinis deguonis (O2) yra būtinas gyvybei, bet tam tikra prasme jis yra nuodingas. Tačiau didžioji dalis dabartinių gyvybės formų prisitaikė prie atmosferoje esančio deguonies ir jų atliekamam ląsteliniam kvėpavimui deguonis reikalingas: kaip jau aptarėme anksčiau, vandenilio atomai, atskirti nuo organinių molekulių, jungiasi su deguonimi ir sudaro vandenį. Šis procesas ne tik suteikia nemažai energijos, bet ir neutralizuoja potencialiai nuodingas dujas.

E. coli žmogaus žarnyne 
http://today.uconn.edu/2012/07/how-e-coli-cells-work-in-the-human-gut/

Mikrobai, kurie naudoja molekulinį deguonį (aerobai), iš maistinių medžiagų išgauna daugiau energijos nei tie, kurie jo nenaudoja (anaerobai). Organizmai, kurių išgyvenimui būtinas deguonis, vadinami obligatiniais aerobais. Obligatiniai aerobai susiduria su tam tikra problema, nes deguonis prastai tirpsta vandenyje (jų aplinkoje). Todėl dauguma aerobinių bakterijų įgavo arba išsaugojo gebėjimą augti aplinkoje, kurioje nėra deguonies. Tokie organizmai yra vadinami fakultatyviniais anaerobais. Kitais žodžiais, fakultatyviniai anaerobai naudoja deguonį tada, kai jo yra aplinkoje, bet geba toliau augti vietoj aerobinio ląstelinio kvėpavimo atlikdami fermentaciją ar anaerobinį kvėpavimą, kai deguonies nėra. Tačiau, kai deguonies nėra, jie gauna mažiau energijos. Fakultatyvinių anaerobų pavyzdys – Escherichia coli, esanti mūsų žarnynuose, taip pat dauguma mielių.

Follow by Email