Ne morejo vsi odgovoriti, kaj je Bacillus subtilis. Vendar pa večina od nas to bitje zelo pozna. Kdor je kdaj dvignil sveže pokošeno travo, je pod njo videl belkasto prevleko. To je bakterija Bacillus subtilis. Ta bakterija, nenavadno pogosta v naravi, je bila prvotno gojena na zlomljenem senu. Zato ji pravimo senena palica.
Mikrobiološki "model"
Različne veje biologije imajo svoje "modelne" organizme, ki postanejo glavni predmet študija in eksperimentov. Takšen organizem je na primer v genetiki postala sadna mušica Drosophila, v mikrobiologiji protozojev - ciliatni čevelj in v bakteriologiji - Bacillus subtilis.
Zahvaljujoč tej bakteriji sta bila temeljito proučena proces nastajanja spor in mehanizem delovanja motornega motorja flagelnih bakterij. Molekularni biologi so bili med prvimi, ki so dešifrirali genom tega bacila.
Danes Bacillus subtilis gojijo v breztežnosti in preučujejo njegov vpliv na genom populacije. V vesoljski biologijiobsevano s kozmičnim ultravijoličnim žarkom in raziščite njegovo sposobnost preživetja v razmerah, ki so podobne tistim na Marsu.
Kratek opis
Palico za seno je leta 1835 prvič opisal nemški biolog Christian Gottfried Ehrenberg (1795-1876). Bacil je dobro uspel na izvlečku sena, zato je dobil prvi del imena. Navzven so to paličaste bakterije, zato se imenujejo palice.
To so precej veliki bacili (dolžina do 0,008 mm, premer 0,0006 mm), ki jih je mogoče videti tudi v šolskem mikroskopu. Bacillus subtilis ima veliko bičkov na površini celične membrane.
Te mobilne bakterije so aerobi (za zagotovitev vitalnih procesov potrebujejo atmosferski kisik). Toda nekateri sevi (umetno vzgojene genetsko homogene skupine) lahko postanejo fakultativni anaerobi.
Optimalna temperatura za palice sena je med 25 in 30 stopinj Celzija. Toda zaradi tvorbe spor bodo preživeli pri -5 in +150 stopinjah.
Prehrana in distribucija
V naravi Bacillus subtilis živi v tleh, najdemo pa ga v vodi in prahu. Ti mikroorganizmi so del mikroflore našega črevesja in prebavnega trakta živali.
To so saprofitne bakterije, hranijo se z organskimi ostanki. Glavni vir energije zanje so polisaharidi na osnovi glukoze rastlinskega (celuloza in škrob) in živalskega (glikogen) izvora.
Produkti presnove senenega bacila so aminokisline, vitamini, različni encimi, antibiotiki. Človek se je že dolgo naučil uporabljati te lastnosti bakterij pri svojih dejavnostih.
Lastnosti biokemije
Najpomembnejše lastnosti senenih palic vključujejo njihovo sposobnost povečanja kislosti okolja in proizvodnje antibiotikov.
Ti bacili so antagonisti kvasovk, salmonele, amebe Proteus in griže, streptokokov in stafilokokov.
Seneni bacili v procesu življenja sintetizirajo aminokisline, antibiotike, encime in imunoaktivne snovi. Danes se sevi tega bacila uporabljajo pri proizvodnji encimov, antibiotikov, bioloških izdelkov (ojačevalci vonja, aditivi za živila), insekticidov.
Kako gojiti kolonijo
V petrijevki so kolonije teh bacilov videti kot nagubane palačinke z valovitimi robovi bele ali rožnate barve, suhe in žametne strukture.
V laboratorijih gojijo seve senenih bacilov na mesno-peptonski juhi ali agarju, umetnih gojiščih ali na snovi z ostanki rastlinskega organizma.
Doma je dovolj, da navadno seno skuhate in poparek postavite na toplo mesto za 1-2 dni. Na površini vodne infuzije se bo pojavil film izključno iz bakterij senenega bacila. Vsi drugi mikroorganizmi bodo umrli, ko jih prekuhamo.
Oportunistični patogeni
Vstopv sestavi mikrobiote želodca, seneni bacil spodbuja razgradnjo kompleksnih polisaharidov (celuloze), razgrajuje beljakovine in prispeva k zaviranju patogene mikroflore.
V odprtih ranah na človeškem telesu te bakterije izločajo antibiotike in encime, ki razgrajujejo odmrlo tkivo. Dokazano je že, da ti bacili negativno vplivajo na patogene organizme med kirurško okužbo (salmonela, stafilokok, streptokok).
Vendar so pogojno patogeni, ker imajo tako negativne sposobnosti za ljudi:
- Lahko povzroči alergijski izpuščaj.
- Povzroča zastrupitev s hrano pri uživanju pokvarjene hrane.
- Lahko povzroči okužbe oči.
Palica sena in človek
Z vidika človeške uporabe so bakterije zanimive v kontekstu dveh vprašanj:
- Kako nam lahko pomagajo.
- Kako nam lahko škodijo.
Človeško sodelovanje s seno palico se je začelo že zdavnaj. Danes so mikrobiologi vzgojili številne seve tega bacila z dobro opredeljenimi lastnostmi. Ta mikroorganizem se uporablja v rastlinski pridelavi, živinoreji, proizvodnji zdravil, metodah ravnanja z odpadki v okviru zelenega gospodarstva.
Bacilli v medicini
Biokemijske lastnosti omogočajo široko uporabo tega organizma pri proizvodnji zdravil. Bacillus subtilis se glede na farmakološke značilnosti nanaša na:
- Protidriska.
- Imunomodulatorji.
Pripravki na osnovi senenega bacila ("Sporobacterin", "Bactisubtil", "Biosporin") so predpisani za disbakteriozo črevesja in genitalnega trakta, v pooperativnem obdobju z gnojnimi zapleti.
Vendar se je vredno spomniti na kontraindikacije, od katerih je glavna preobčutljivost ali intoleranca za sestavine zdravila.
Ta mikroorganizem se pogosto uporablja tudi v prehranskih dopolnilih.
Druge aplikacije
V rastlinski pridelavi je najpogostejši pripravek na osnovi senenega bacila "Fitosporin". Učinkovit je v boju proti glivičnim in bakterijskim boleznim gojenih rastlin. Hkrati se lahko sadeži uživajo tudi na dan, ko jih poškropimo z zdravilom.
V živinoreji se posebnost senenih palic uporablja za fermentacijo celuloze, ki prispeva k boljši absorpciji ogljikovih hidratov pri živalih. Poleg tega se antibakterijska zdravila na osnovi te palice pogosto uporabljajo v živinoreji, perutninarstvu in ribogojstvu.
Proteaze in amilaze, encimi senenega bacila, se proizvajajo komercialno in se uporabljajo v detergentih, pripravkih za strojenje in čiščenje.
Obstajajo posamezni sevi, ki imajo zelo ozko specializacijo. Uporabljajo se na primer za izdelavo japonskega natta na osnovi soje.
Načrti za prihodnost
Razvoj genskega inženiringa je nemogoč tudi brezbakterije. Palica sena ni zadnja na seznamu "modelov" za ustvarjanje transgenskih organizmov.
O pomoči pri raziskovanju vesolja smo že pisali.
Danes se z vidika okoljske varnosti aktivno razvija študij razširjenosti senenega bacila v naravi. Obstajajo že dela za oceno stanja okolja na podlagi korelacije porazdelitve tega edinstvenega mikroorganizma v ekotopu.
