Бациллюс субтилис (bacillus subtilis, сенная палочка): биохимические свойства, выращивание и применение

Геном

B. subtilis насчитывает около 4100 генов. Из них только 192 оказались незаменимыми; еще 79 были предсказаны как необходимые. Подавляющее большинство основных генов было отнесено к относительно небольшому количеству областей клеточного метаболизма, примерно половина из которых участвовала в обработке информации, одна пятая участвовала в синтезе клеточной оболочки и определении формы и деления клетки, а одна десятая была связана с клеткой. энергетика.

Полная последовательность генома штамма B. subtilis QB928 включает 4 146839 пар оснований ДНК и 4292 гена. Штамм QB928 широко используется в генетических исследованиях из-за наличия различных маркеров .

Несколько некодирующих РНК были охарактеризованы в геноме B. subtilis в 2009 году, включая Bsr РНК . Сравнительный геномный анализ на основе микрочипов показал, что представители B. subtilis демонстрируют значительное геномное разнообразие.

FsrA — это небольшая РНК, обнаруженная в Bacillus subtilis . Он является эффектором реакции сохранения железа и действует, подавляя железосодержащие белки в периоды низкой биодоступности железа.

Что нужно запомнить

Пока ни один метод исследования микробиоты не используется в регулярной клинической практике. Иногда для полной картины врач может порекомендовать провести именно метагеномное исследование микробиоты, чтобы оценить состав бактерий кишечника.

Мы предупреждаем пользователей, что Тест микробиоты подходит только в образовательных целях и разработан для людей без диагностированных заболеваний. Если человек болен, то он сможет узнать состав бактерий, но рекомендации в этом случае будут не актуальны. Микробиота людей с заболеваниями сильно отличается, и для них «нормальный» профиль будет другим.

Мы не советуем проводить исследование детям, потому что по их микробиоте данных намного меньше. А лишнее вмешательство и ограничение рациона детей — потенциально опасно, так как ребенок может недополучать необходимых нутриентов или пострадать от гипердиагностики.Сегодня жителям России и стран СНГ предлагают исследование метаболитов микробиоты для детей и взрослых по образцу крови или слюны методом газовой хроматографии и масс-спектрометрии. По его результатам, как утверждают разработчики этого метода, можно оценить наличие и отсутствие воспалений в организме.

Однако в международных клинических гайдлайнах нет подобных рекомендаций. Диагностика воспалений и заболеваний должна проводиться методами, которые имеют высокий уровень доказательности, определенную степень чувствительности, низкую вероятность ложноположительных результатов и осложнений гипердиагностики.

Чтобы узнать, какие бактерии живут в вашем кишечнике, в Тесте микробиоты мы используем наиболее изученную технологию 16S рРНК. Сейчас на тест действует акция. Используйте также промокод blog10 для дополнительной скидки 10%.

1.Angelakis, E., Armougom, F., Million, M. & Raoult, D. The relationship between gut microbiota and weight gain in humans. Future Microbiology 7, 91–109 (2012).

Место обитания

В силу простоты организации и неприхотливости бактерии широко распространены в природе. Бактерии обнаружены везде: в капле даже самой чистой родниковой воды, в крупинках почвы, в воздухе, на скалах, в полярных снегах, песках пустынь, на дне океана, в добытой с огромной глубины нефти и даже в воде горячих источников с температурой около 80ºС. Обитают они на растениях, плодах, у различных животных и у человека в кишечнике, ротовой полости, на конечностях, на поверхности тела.

Бактерии – самые мелкие и самые многочисленные живые существа. Благодаря малым размерам они легко проникают в любые трещины, щели, поры. Очень выносливы и приспособлены к различным условиям существования. Переносят высушивание, сильные холода, нагревание до 90ºС, не теряя при этом жизнеспособность.

Практически нет места на Земле, где не встречались бы бактерии, но в разных количествах. Условия жизни бактерий разнообразны. Одним из них необходим кислород воздуха, другие в нём не нуждаются и способны жить в бескислородной среде.

В воздухе: бактерии поднимаются в верхние слои атмосферы до 30 км. и больше.

Особенно много их в почве. В 1 г. почвы могут содержаться сотни миллионов бактерий.

В воде: в поверхностных слоях воды открытых водоёмов. Полезные водные бактерии минерализуют органические остатки.

В живых организмах: болезнетворные бактерии попадают в организм из внешней среды, но лишь в благоприятных условиях вызываю заболевания. Симбиотические живут в органах пищеварения, помогая расщеплять и усваивать пищу, синтезируют витамины.

Безопасность

Выявление коккобациллярной флоры в период беременности

Спровоцировать развитие бактерии во влагалище женщины могут и нарушения гормонального фона, с которыми организм сталкивается в период вынашивания ребенка. При выявлении единичных кокков в мазке может быть рекомендовано выделение большего внимания гигиене половых органов, а также использование специальных свечей и других лекарственных средств местного применения.

Если же при исследовании мазка обнаружено недопустимое количество кокков, понадобится прохождение комплексного лечения. В ином случае беременная женщина рискует столкнуться с распространением воспалительных процессов на органы мочеполовой системы, что может отрицательно сказаться на нормальном течении беременности.

Для нормализации коккобациллярной флоры могут использоваться пробиотики и коррекция питания беременной женщины. Немаловажную роль в комплексном лечении патологического изменения флоры в период беременности играют и мероприятия, направленные на укрепление иммунной системы, ведь многие нарушения и заболевания развиваются именно на фоне снижения иммунитета.

Во всех случаях грамотное лечение может назначить только опытный гинеколог. Поэтому не пытайтесь расшифровывать анализы на флору сами — доверьте это специалисту.

ОНЛАЙН-ЗАПИСЬ в клинику ДИАНА
Вы можете записаться по бесплатному номеру телефона 8-800-707-15-60 или заполнить контактную форму. В этом случае мы свяжемся с вами сами.

Внешнее строение

Клетка бактерии одета особой плотной оболочкой – клеточной стенкой, которая выполняет защитную и опорную функции, а также придаёт бактерии постоянную, характерную для неё форму. Клеточная стенка бактерии напоминает оболочку растительной клетки. Она проницаема: через неё питательные вещества свободно проходят в клетку, а продукты обмена веществ выходят в окружающую среду. Часто поверх клеточной стенки у бактерий вырабатывается дополнительный защитный слой слизи – капсула. Толщина капсулы может во много раз превышать диаметр самой клетки, но может быть и очень небольшой. Капсула – не обязательная часть клетки, она образуется в зависимости от условий, в которые попадают бактерии. Она предохраняет бактерию от высыхания.

На поверхности некоторых бактерий имеются длинные жгутики (один, два или много) или короткие тонкие ворсинки. Длина жгутиков может во много раз превышать разметы тела бактерии. С помощью жгутиков и ворсинок бактерии передвигаются.

Внутреннее строение

Внутри клетки бактерии находится густая неподвижная цитоплазма. Она имеет слоистое строение, вакуолей нет, поэтому различные белки (ферменты) и запасные питательные вещества размещаются в самом веществе цитоплазмы. Клетки бактерий не имеют ядра. В центральной части их клетки сконцентрировано вещество, несущее наследственную информации. Бактерии, — нуклеиновая кислота – ДНК. Но это вещество не оформлено в ядро.

Внутренняя организация бактериальной клетки сложна и имеет свои специфические особенности. Цитоплазма отделяется от клеточной стенки цитоплазматической мембраной. В цитоплазме различают основное вещество, или матрикс, рибосомы и небольшое количество мембранных структур, выполняющих самые различные функции (аналоги митохондрий, эндоплазматической сети, аппарата Гольджи). В цитоплазме клеток бактерий часто содержатся гранулы различной формы и размеров. Гранулы могут состоять из соединений, которые служат источником энергии и углерода. В бактериальной клетке встречаются и капельки жира.

В центральной части клетки локализовано ядерное вещество – ДНК, не отграниченная от цитоплазмы мембраной. Это аналог ядра – нуклеоид. Нуклеоид не обладает мембраной, ядрышком и набором хромосом.

Что такое Bacillus cereus у детей —

В. cereus – название бактерий и болезней, которые ими вызваны. Инфекционный процесс может быть либо локализированным либо генерализированным. Чаще всего болезнь проходит как острый гастроэнтерит.

В группе риска находятся новорожденные, ослабленные, дети с иммунодефицитными состояниями, а также больные со злокачественными новообразованиями. В таких случаях Bacillus cereus сопровождается упорной бактериемией и не­редко принимает форму сепсиса.

Эпидемиология. Бактерии рода Bacillus распространены во всех странах. Они «проживают» в почве, воздухе, на окружающих предметах и в воде. Инфекцию можно подхватить из пищевых продуктов, мединструментов, медаппаратуры, которые применяются для инвазивных лечений и исследований (клапанная аппаратура, системы для гемодиализа, катетеры и пр.). Пути передачи Bacillus cereus: алиментарный, контактный. Заболеваемость имеет спорадический характер (отдельные, не связанные, периодические случаи), но вспышки острого гастроэнтерита могут возникать при пищевом инфицировании.

Клинические аспекты

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Структура генома

Действие на вредные организмы

Препараты на основе Bacillus thuringiensis, var. kurstaki обладают кишечным действием, эффективность которого проявляется только при попадании в кишечник насекомого при его активном питании. Специфичность действия на гусениц чешуекрылых связана со своеобразием их пищеварительной системы, которая имеет комбинацию рН, содержание солей и ферментов, необходимую для разложения и активации токсина бактерии.

Механизм действия. Активированный в кишечном тракте токсин вызывает повреждение внутренней оболочки кишечника гусеницы, в результате чего нарушается осмотическое равновесие, приводящее к просачиванию щелочного содержимого кишечника в тело гусеницы. Это просачивание может привести к гибели насекомого или вызвать у него такие изменения, которые создают условия для развития спор, содержащихся в препарате, или развитие постоянно присутствующей в насекомом кишечной микрофлоры, в результате чего проявляется септицемия.

Гибель гусеницы в зависимости от дозы препарата может наступать не сразу (1-4 дня), однако повреждения, нанесенные кишечному тракту, нарушают способность гусеницы переваривать пищу и вызывают приостановку питания и тем самым снижается поврежденность защищаемой культуры.

Наиболее высокая эффективность проявляется против открыто питающихся личинок младших возрастов при температуре воздуха 18-30°С. Массовая гибель насекомых наступает на 2-5-е сутки. У препаратов на основе Bacillus thuringiensis, var. kurstaki наблюдается воздействие и на последующие поколения насекомых – вредителей растений: в популяциях появляются уродливые куколки, а появившиеся из них бабочки дают неспособное к продлению рода потомство, меняется также соотношение полов, снижается плодовитость самок. Препараты на основе Bacillus thuringiensis, var. kurstaki сохраняют свою активность на обработанных растений в течение 8-10 дней.

Где искать и когда принимать Bacillus subtilis

Учитывая выраженное антибактериальное, противовирусное, иммуномодулирующее действия и абсолютную безопасность на основе B.subtilis ученые создают лекарственные препараты. Так ведущими украинскими специалистами из компании «Элемент здоровья» было создано инновационный иммуномодулятор «Трилумин». Главная цель ученых состояла в том, чтобы совместить действенность, безопасность и простоту использования как для взрослых, так и для детей (разрешено детям от 12 лет).

Известно, что дети имеют несформированную иммунную систему, из-за чего болеют чаще взрослых. А в кишечнике находится большое количество иммунных клеток. Следовательно, при нарушении равновесия в кишечнике иммунитет снижается. Состояние, при котором нарушено нормальный баланс микрофлоры получил название дисбиоз. Современные педиатры не считают дисбиоз болезнью. Причины, вызывающие дисбиотические нарушения могут быть разные: неправильное или несвоевременное питание, прием антибиотиков, острые кишечные инфекции, стрессы, вирусы и многое другое. С помощью Трилумину явления дисбиоза исчезают. С другими способами улучшения микрофлоры кишечника можно ознакомиться в разделе Статьи.

В основу Трилумина вошел комплекс соединений, полученных из B. subtilis. Использование его целесообразно при герпетической и папилломавирусной инфекции, в комплексном лечении ОРВИ и гриппа, в комплексной терапии вирусных гепатитов. Оказывает выраженное антибактериальное и противовирусное действия, ускоряет выздоровление пациента, предотвращает рецидив, повышает иммунитет. Клинический опыт использования Трилумину доказал его высокую эффективность, безопасность и отсутствие побочных ефектив.

Удобный прием капсул и доступная стоимость лечения уже вызывают ажиотаж в крупных городах Украины, где представлен новый иммуномодулятор Трилумин.

Как действуют бактерии, вызывающие кариес?

Самые опасные с точки зрения развития кариеса зубов бактерии —  разновидность стрептококка Str. mutans и молочнокислые Lactobacilli. 

В основе патогенного действия этих бактерий лежат некоторые особенности:

• Str. mutans способны переносить сахара за счет особой транспортной системы.
• Они вырабатывают полисахариды, которые способствуют формированию налета на зубах.
• Эти патогенные бактерии превращают сахара в кислоты, разъедающие твердые ткани зубов.
• Они устойчивы к кислой среде и продолжают перерабатывать сахара при разных уровнях pH.

Научными исследованиями доказано, что при наличии кариеса стрептококки вида мутанс присутствуют в зубном налете гораздо чаще, чем у здоровых людей. Также кариесогенное поражение зубов вызывает бактерия лактобацилла, которая, наряду со стрептококком, способна вырабатывать кислоту. Однако в зубном налете пациента на этапе доклинического развития кариеса, как показали исследования, лактобацилл меньше, чем Str. mutans. Интересно, что после формирования кариозной полости в ней, напротив, присутствует больше лактобацилл. То есть стрептококки мутанс являются главными разрушителями зубов на этапе формирования зубных отложений и утраты зубной эмалью минеральных веществ. А лактобациллы — основные производители кислоты, разрушающей зуб, на этапе сформированной кариозной полости.

Сегодня выделяют еще один вид бактерий, которые могут способствовать развитию кариозного процесса. Это актиномицеты. Они вырабатывают гораздо меньше кислоты по сравнению с другими, поэтому их роль в развитии кариеса не столь значительна. Но при этом некоторые виды актиномицетов — в частности Actinomyces viscosus — могут способствовать развитию корневого кариеса.

Ученые отмечают, что любые бактерии в полости рта — это лишь один фактор, который вызывает кариес. Он играет значимую роль в развитии кариозной болезни при наличии других факторов риска.

История

В 1970 году американский исследователь Dulmage описал высоковирулентную культуру Bacillus Thuringiensis var. alesti (по современной классификации, subspecies kurstaki) штамм HD-1 (серотип Н3a3b), выделенную из гусениц хлопковой моли (Pectinophora gossypiella Saund.), погибших в лаборатории во время естественной эпиозотии. По данным Dulmage препарат, приготовленный на основе бацилл штамма HD-1 по биологической активности был в 20 раз эффективнее в борьбе против хлопковой моли и некоторых видов совок, чем коммерческие бактериальные препараты, выпускавшиеся тогда промышленностью.

В 1976 году на основе партии Z-2 был осуществлен промышленный выпуск опытной партии нового инсектицидного препарата, названного лепидоцидом. Позднее методом индуцированной селекции с последующим стабилизирующим отбором был получен штамм Z-52, превосходящий исходный штамм Z-2 по основным биологическим показателям, в частности отличающийся более высокой (в 4 с лишним раза) патогенностью для чешуекрылых насекомых вредителей, менее продолжительным периодом роста и т.п. На основе штамм Z-52 с 1983 года начат промышленный выпуск высокоэффективного препарата лепидоцида, нашедшее широкое применение в сельском и лесном хозяйстве.

Физико-химические свойства

Bacillus subtilis – наиболее продуктивные представители рода Bacillus по синтезу антибиотиков. Как правило, штаммы Bacillus subtilis образуют на питательной среде выпуклые колонии ризоидной формы. Хорошо растут на МПА, пептонно-кукурузном агаре и других средах. Размер клеток 0,7..0,8х2..3мкм. В почве бациллы находятся в виде спор или вегетативных клеток. При температурах почвы, близких к 0°C, большая часть бацилл образует споры; в этом состоянии микроорганизмы отличаются высокой устойчивостью к внешним факторам.

При наступлении благоприятных условий бактерии переходят в активное (вегетативное) состояние и начинают работать – защищать почву и растения от болезней. Чем выше рН (щелочные почвы), тем больше процент спор Bacillus subtilis.

Симптомы Bacillus cereus у детей:

Инфекционный процесс, к которому приводят рассматриваемые бактерии, может проявляться разными симптомами. Пищевое отравление «выливается» острым гастроэнтеритом. При иных путях заражения наблюдается развитие менингита, бронхопневмонии, остеомиелита, абсцесса мозга, панофтальмита, эндокардит, сепсиса, бактериемии.

Инкубационный период при остром гастроэнтерите составляет от 1 до 16 часов. Болезнь имеет острое начало, ребенка тошнит, он жалуется на боли в животе. Повышения температуры обычно нет. Появляется рвота (возможно – многократная), а через несколько часов отмечают водянистую диарею. Отмечаются болезненные позывы на дефекацию («в туалет»). В некоторых случаях болезнь может проходить по аналогии с пищевой токсикоинфекции. Тогда, прежде всего, появляется профузная рвота, а диареи нет.

Острый гастроэнтерит может проходить в легкой или среднетяжелой форме. Тяжелые формы – очень большая редкость. Болезнь может длиться как несколько часов, так и 2 суток.

Пневмония, вызванная Bacillus cereus, начинается остро – появляется лихорадка и одышка. Появляются боли в области грудины. Рентген показывается Рентгенологически выявляется одно- или двусторонний инфильтративный процесс с поражением одной или нескольких долей легкого и вовлечением плевры. Пневмония может быть геморрагической, в таком случаи часты летальные исходы.

Менингит имеет острое начало, температура очень высокая, рвота повторная, развиваются менингеальные симптомы, повторные судороги. Состояние больного ребенка тяжелое. В спинномозговой жидкости обнаруживают значительный плеоцитоз, а лимфоциты и нейтрофилы наличествуют в равном количестве. В периферической крови может быть лейкоцитоз с нейтрофильным сдвигом. Симптомы проявляются довольно долго, не помогают препараты пенициллинового ряда.

Септицемия. Инфекционный процесс, вызванный Bacillus cereus, может проявляться септицемией с очагами воспаления или без них. Показательный симптом – упорная лихорадка, которая становится интермиттирующей (перемежающейся). Источник инфекции удается установиться не всегда (как и «входные ворота»). При данной форме инфекции В. cereus выделяется в чистой культуре.

Как действие бактерий вызывает кариес: алгоритм развития заболевания

Чтобы вызывать кариес, бактерии должны присутствовать в зубном налете в большом количестве и получать «подпитку» своей жизнедеятельности в виде углеводной пищи.

Какие факторы риска способствуют размножению микробов в полости рта и повышают риск разрушения зубов? Во-первых, пренебрежение режимом питания. Когда человек питается много и часто, при этом в его рационе преобладают сладкие, углеводистые продукты, тем самым он обеспечивает непрерывное поступление в зубной налет веществ, которые нужны бактериям для выработки кислоты. Во-вторых, плохая гигиена ротовой полости. При нерегулярной или некачественной чистке зубов, языка, промежутков между зубами, на поверхности эмали накапливается все больше зубного налета. Уже через пару суток плохой гигиены ротовой полости пропорция в зубном налете бактерий, ферментирующих углеводы в кислоту и вызывающих кариес, многократно возрастает. При этом уровень pH налета снижается до критической отметки. 

Дальнейшее развитие кариеса происходит следующим образом. Эмаль постепенно теряет минеральные вещества, что приводит к ее поражению. Образуется так называемое «белое пятно». Обратиться к стоматологу желательно уже на этой стадии, потому что процесс разрушения еще не успел затронуть глубокие слои, его можно остановить на начальной стадии. Кроме того, вылечить кариозное поражение на стадии «белого пятна» в большинстве случаях можно даже без сверления зубов.

Если не исключить факторы, способствующие дальнейшей выработке бактериями кислоты, эмаль продолжает активно терять минеральные вещества, на ней появляется заметный дефект.
Дальше кислотообразующие бактерии разрушают дентин. Если не остановить кариес на этой стадии, патология проникает в пульпу и периодонт, вызывая их воспаление. На последней стадии пациент теряет зуб.

Для сохранения здоровья полости рта на любом этапе развития кариеса и даже до его появления необходимы профилактика и лечение. В частности нужно следить за гигиеной полости рта, ограничить употребление углеводов, контролировать режим приема пищи, а также вовремя бороться с инфекцией и лечить зубы.

Экологическое и клиническое значение

Виды Bacillus повсеместно распространены в природе, например, в почве. Они могут возникать в экстремальных условиях, таких как высокий pH ( B. alcalophilus ), высокая температура ( B. thermophilus ) и высокие концентрации солей ( B. halodurans ). B. thuringiensis вырабатывает токсин, убивающий насекомых, и поэтому использовался в качестве инсектицида. B. siamensis содержит антимикробные соединения, которые подавляют патогенные микроорганизмы растений, такие как грибы Rhizoctonia solani и Botrytis cinerea , и способствуют росту растений за счет выбросов летучих веществ. Некоторые виды Bacillus , естественно , компетентны для поглощения ДНК путем трансформации .

Два вида Bacillus имеют важное медицинское значение: B. anthracis , вызывающий сибирскую язву ; и B

cereus , вызывающий пищевое отравление с симптомами, сходными с симптомами, вызываемыми стафилококком .

B. cereus вырабатывает токсины, вызывающие 2 различных набора симптомов.
рвотный токсин, который может вызвать рвоту и тошноту
понос

B. thuringiensis является важнымпатогеном среди насекомых и иногда используется для борьбы с насекомыми-вредителями.

B. subtilis — важный модельный организм
B. subtilis также может продуцировать и секретировать антибиотики. . Это также заметный спойлер еды, вызывающий вязкость хлеба и связанных с ним продуктов.

Некоторые экологические и коммерческие штаммы B. coagulans могут играть роль в порче продуктов на основе томатов с высокой кислотностью.

Что должно быть в норме?

При отсутствии проблем со здоровьем в мазке лактобактерии должны занимать не менее 95%, что и считается нормой. Оптимальной считается грамвариабельная флора, которую определяют в том случае, если в мазке присутствует в допустимых количествах грамположительные и грамотрицательные бактерии.

Если в результатах анализов присутствует такой термин, как полиморфная флора, то в исследуемом материале в больших количествах присутствуют бактерии и вирусы. Установление умеренной или значительной флоры происходит в том случае, если имеют место инфекционные заболевания, для выявления которых требуются дополнительные диагностические мероприятия.

Преобладание коккобациллярных элементов в мазке может свидетельствовать о развитии кольпита, бактериального вагиноза и других заболеваний, передающихся половым путем. При выявлении в мазке отклонений от допустимой нормы кокков и бацилл проводится дополнительная диагностика для выявления патологий.

Развитие нарушения нередко сопровождается возникновением дисбактериоза. В таком случае также могут понадобиться дополнительные анализы и медицинская визуализация.

Промышленное значение

Многие виды Bacillus способны секретировать большое количество ферментов. Bacillus amyloliquefaciens является источником природного антибиотика, протеина барназы ( рибонуклеазы ), альфа-амилазы, используемой при гидролизе крахмала, протеазы субтилизина, используемой с детергентами, и рестрикционного фермента BamH1, используемого в исследованиях ДНК.

Часть генома Bacillus thuringiensis была включена в посевы кукурузы (и хлопка). Полученные ГМО устойчивы к некоторым насекомым-вредителям. Виды Bacillus продолжают оставаться доминирующими бактериальными рабочими лошадками в микробной ферментации. Bacillus subtilis (натто) является ключевым микробным участником в продолжающемся производстве традиционной ферментации натто на основе сои, а некоторые виды Bacillus включены в список GRAS Управления по контролю за продуктами и лекарствами (который обычно считается безопасным). Способность отобранных штаммов Bacillus производить и секретировать большие количества (20-25 г / л) внеклеточных ферментов делает их одними из самых важных промышленных производителей ферментов. Способность различных видов ферментировать в кислых, нейтральных и щелочных диапазонах pH в сочетании с присутствием термофилов в этом роде привела к разработке множества новых коммерческих ферментных продуктов с желаемой температурой, pH-активностью и свойства стабильности для решения множества конкретных задач. Для разработки этих продуктов использовались классические методы мутации и (или) отбора, а также передовые стратегии клонирования и белковой инженерии. Попыткам продуцировать и секретировать высокие выходы чужеродных рекомбинантных белков в хозяевах Bacillus первоначально, по-видимому, препятствовало разложение продуктов протеазами хозяина. Недавние исследования показали, что медленное сворачивание гетерологичных белков на границе раздела мембрана-клеточная стенка грамположительных бактерий делает их уязвимыми для атаки протеазами, ассоциированными со стенкой. Кроме того, присутствие тиолдисульфид оксидоредуктаз в B. subtilis может быть полезным для секреции белков, содержащих дисульфидные связи. Такие разработки, основанные на нашем понимании сложного механизма транслокации белков грамположительных бактерий, должны позволить решить текущие проблемы секреции и сделать виды Bacillus выдающимися хозяевами для продукции гетерологичных белков. Штаммы Bacillus также были разработаны и спроектированы как промышленные продуценты нуклеотидов, витамина рибофлавина, ароматизатора рибозы и добавки полигамма-глутаминовой кислоты. С недавней характеристикой генома B. subtilis 168 и некоторых родственных штаммов, виды Bacillus готовы стать предпочтительными хозяевами для производства многих новых и улучшенных продуктов по мере того, как мы движемся через геномную и протеомную эру.

Описание

CD14 и Mac-1 работают вместе, увеличивая интернализацию макрофагами спор B. anthracis . (а) CD14 и TLR2 работают в непосредственной близости для распространения сигнала активации. Mac-1 начинается с закрытого подтверждения, которое не позволяет интегрину связывать споры, не давая им попасть в клетку. (b) CD14 связывает остатки рамнозы на BclA экзоспория, что приводит к TLR2-опосредованной активации PI3K. (c) Активация PI3K подталкивает Mac-1 к его открытой конформации, так что спора может быть связана и интернализована (информация от Oliva et al. 2009)

B. anthracis представляют собой палочковидные бактерии длиной примерно от 3 до 5 мкм и шириной от 1 до 1,2 мкм. При выращивании в культуре они, как правило, образуют длинные цепочки бактерий. На чашках с агаром они образуют большие колонии в несколько миллиметров в диаметре, обычно белого или кремового цвета. Большинство штаммов B. anthracis образуют капсулу, которая придает колониям вид слизистой слизи.

Это одна из немногих бактерий, которые, как известно, синтезируют слабоиммуногенные и антифагоцитарные белковые капсулы (поли-D-гамма-глутаминовая кислота), которые скрывают вегетативные бактерии от иммунной системы хозяина. Большинство бактерий окружено полисахаридной капсулой, а не поли-gD-глутаминовой кислотой, что обеспечивает эволюционное преимущество B. anthracis . Полисахариды связаны с адгезией дефенсинов , секретируемых нейтрофилами, которые неактивны и разрушают бактерии. Не удерживая эту макромолекулу в капсуле, B. anthracis может избежать нейтрофильной атаки и продолжить распространение инфекции. Разница в составе капсул также значительна, потому что была выдвинута гипотеза, что поли-gD-глутаминовая кислота создает отрицательный заряд, который защищает вегетативную фазу бактерий от фагоцитоза макрофагами . Капсула разлагается до более низкой молекулярной массы и высвобождается с поверхности бактериальной клетки, чтобы действовать как приманка для защиты бактерий от .

Как и Bordetella pertussis , он вместе с летальным фактором сибирской язвы образует кальмодулин- зависимый экзотоксин аденилатциклазы, известный как фактор отека сибирской язвы . Он имеет близкое генотипическое и фенотипическое сходство с Bacillus cereus и Bacillus thuringiensis . Все три вида имеют общие клеточные размеры и морфологию . Все образуют овальные споры, расположенные в центре не набухшего спорангия . В частности, эндоспоры B. anthracis обладают высокой устойчивостью, выдерживают экстремальные температуры, среду с низким содержанием питательных веществ и жесткую химическую обработку в течение десятилетий или столетий.

Эндоспора — это обезвоженная клетка с толстыми стенками и дополнительными слоями, которые образуются внутри клеточной мембраны. Он может оставаться бездействующим в течение многих лет, но если попадает в благоприятную среду, он снова начинает расти. Изначально он развивается внутри стержневой формы. Такие особенности, как расположение внутри стержня, размер и форма эндоспоры, а также то, вызывает ли это выпячивание стенки стержня или нет, характерны для определенных видов Bacillus . В зависимости от вида эндоспоры бывают круглыми, овальными или иногда цилиндрическими. Они обладают высокой рефракцией и содержат дипиколиновую кислоту . Электронно-микроскопические снимки показывают, что они имеют тонкую внешнюю оболочку эндоспор, толстую кору спор и внутреннюю мембрану спор, окружающую содержимое эндоспор. Эндоспоры устойчивы к нагреванию, сушке и многим дезинфицирующим средствам (включая 95% этанол). Благодаря этим свойствам эндоспоры B. anthracis чрезвычайно хорошо подходят для использования (в порошкообразной и аэрозольной форме) в качестве биологического оружия . Такое размещение оружия осуществлялось в прошлом по крайней мере пятью государственными программами создания биологического оружия — в Соединенном Королевстве , Японии , США , России и Ираке — и было предпринято несколькими другими.