Niet iedereen kan beantwoorden wat Bacillus subtilis is. De meesten van ons zijn echter zeer bekend met dit wezen. Iedereen die ooit vers gemaaid gras heeft opgetild, heeft er een witachtige laag onder gezien. Dit is de bacterie Bacillus subtilis. Deze bacterie, die in de natuur ongewoon veel voorkomt, werd oorspronkelijk gekweekt op gebroken hooi. Daarom noemen we het hooistok.
Microbiologisch "model"
Verschillende takken van de biologie hebben hun eigen 'model'-organismen, die het belangrijkste object van studie en experimenten worden. In de genetica is de fruitvlieg Drosophila bijvoorbeeld zo'n organisme geworden, in de microbiologie van protozoa - de ciliaatschoen, en in de bacteriologie - Bacillus subtilis.
Dankzij deze bacterie zijn het proces van sporenvorming en het werkingsmechanisme van de motormotor van flagellaire bacteriën grondig bestudeerd. Moleculair biologen behoorden tot de eersten die het genoom van deze bacil ontcijferden.
Tegenwoordig wordt Bacillus subtilis in gewichtloosheid gekweekt en wordt het effect ervan op het genoom van de populatie bestudeerd. In ruimtebiologiebestraald met kosmisch ultraviolet en onderzoek naar zijn vermogen om te overleven in omstandigheden die dicht bij die op Mars liggen.
Korte beschrijving
De hooistok werd voor het eerst beschreven in 1835 door de Duitse bioloog Christian Gottfried Ehrenberg (1795-1876). De bacil groeide goed op hooiextract en kreeg daarom het eerste deel van de naam. Uiterlijk zijn dit staafvormige bacteriën, dus worden ze staafjes genoemd.
Dit zijn vrij grote bacillen (lengte tot 0,008 mm, diameter 0,0006 mm), die zelfs in een schoolmicroscoop te zien zijn. Bacillus subtilis heeft veel flagellen op het oppervlak van het celmembraan.
Deze mobiele bacteriën zijn aeroben (ze hebben zuurstof uit de lucht nodig om hun vitale processen te verzekeren). Maar sommige stammen (kunstmatig gekweekte genetisch homogene groepen) kunnen facultatief anaëroben worden.
De optimale temperatuur voor hooistokken ligt tussen de 25 en 30 graden Celsius. Maar ze zullen overleven bij -5 en bij +150 graden, dankzij de vorming van sporen.
Voeding en distributie
In de natuur leeft Bacillus subtilis in de bodem, maar wordt aangetroffen in water en stof. Deze micro-organismen maken deel uit van de microflora van onze darmen en het maagdarmkanaal van dieren.
Dit zijn saprofytische bacteriën, ze voeden zich met organische resten. De belangrijkste energiebron voor hen zijn polysachariden op basis van glucose van plantaardige (cellulose en zetmeel) en dierlijke (glycogeen) oorsprong.
De stofwisselingsproducten van hooibacil zijn aminozuren, vitamines, verschillende enzymen, antibiotica. De mens heeft lang geleerd om deze eigenschappen van bacteriën in zijn activiteiten te gebruiken.
Kenmerken van biochemie
De belangrijkste eigenschappen van hooistokken zijn onder meer hun vermogen om de zuurgraad van het milieu te verhogen en antibiotica te produceren.
Deze bacillen zijn antagonisten voor gistschimmels, salmonella, amoebe Proteus en dysenterie, strepto- en stafylokokken.
Tijdens het leven synthetiseren hooibacillen aminozuren, antibiotica, enzymen en immunoactieve stoffen. Tegenwoordig worden stammen van deze bacil gebruikt bij de productie van enzymen, antibiotica, biologische producten (geurversterkers, voedseladditieven), insecticiden.
Hoe een kolonie te laten groeien
In petrischalen zien kolonies van deze bacillen eruit als gerimpelde pannenkoeken met golvende randen van witte of roze kleur, droge en fluweelachtige structuur.
In laboratoria worden hooibacil-stammen gekweekt op vlees-peptonbouillon of agar, kunstmatige media of op een stof met de overblijfselen van een plantaardig organisme.
Thuis is het voldoende om gewoon hooi te koken en de infusie 1-2 dagen op een warme plaats te bewaren. Op het oppervlak van de waterinfusie zal een film verschijnen die uitsluitend afkomstig is van de bacteriën van de hooibacil. Alle andere micro-organismen zullen sterven als ze worden gekookt.
Opportunistische ziekteverwekkers
Invoerende samenstelling van de microbiota van het maagkanaal, hooibacil bevordert de afbraak van complexe polysachariden (cellulose), breekt eiwitten af en draagt bij tot de remming van pathogene microflora.
In open wonden op het menselijk lichaam scheiden deze bacteriën antibiotica en enzymen af die dood weefsel afbreken. Het is al bewezen dat deze bacillen een negatief effect hebben op pathogene organismen tijdens chirurgische infectie (Salmonella, Staphylococcus, Streptococcus).
Ze zijn echter voorwaardelijk pathogeen, omdat ze zulke negatieve eigenschappen hebben voor mensen:
- Kan allergische uitslag veroorzaken.
- Voedselvergiftiging veroorzaken bij het eten van bedorven voedsel.
- Kan ooginfecties veroorzaken.
Hooistok en man
Vanuit het oogpunt van menselijk gebruik zijn bacteriën van belang in de context van twee vragen:
- Hoe kunnen ze ons helpen.
- Hoe kunnen ze ons schaden.
Menselijke samenwerking met hooistok begon lang geleden. Tegenwoordig hebben microbiologen veel stammen van deze bacil gekweekt met goed gedefinieerde eigenschappen. Dit micro-organisme wordt gebruikt bij de productie van gewassen, veeteelt, de productie van medicijnen, methoden voor afvalbeheer in het kader van de groene economie.
Bacilli in de geneeskunde
Biochemische eigenschappen maken het mogelijk om dit organisme op grote schaal te gebruiken bij de productie van medicijnen. Bacillus subtilis verwijst, volgens farmacologische kenmerken, naar:
- Antidiarrheals.
- Immunomodulatoren.
Preparaten op basis van hooibacil ("Sporobacterin", "Bactisubtil", "Biosporin") worden voorgeschreven voor dysbacteriose van de darmen en het genitaal kanaal, in de postoperatieve periode met etterende complicaties.
Het is echter de moeite waard om te onthouden over contra-indicaties, waarvan de belangrijkste overgevoeligheid of intolerantie voor de componenten van het medicijn is.
Dit micro-organisme wordt ook veel gebruikt in voedingssupplementen.
Andere toepassingen
Bij de productie van gewassen is "Fitosporin" het meest voorkomende preparaat op basis van hooibacil. Het is effectief in de strijd tegen schimmel- en bacteriële ziekten van gecultiveerde planten. Tegelijkertijd kunnen de vruchten zelfs worden gegeten op de dag dat ze met het medicijn worden besproeid.
In de veehouderij wordt de eigenaardigheid van hooistokken gebruikt om cellulose te fermenteren, wat bijdraagt aan een betere opname van koolhydraten door dieren. Bovendien worden antibacteriële geneesmiddelen op basis van deze stick veel gebruikt in de veeteelt, pluimveehouderij en visteelt.
Proteasen en amylasen, de enzymen van hooibacil, worden commercieel geproduceerd en worden gebruikt in wasmiddelen, bruinings- en schoonmaakmiddelen.
Er zijn individuele soorten met een zeer nauwe specialisatie. Ze worden bijvoorbeeld gebruikt om Japanse natto op basis van soja te maken.
Toekomstplannen
De ontwikkeling van genetische manipulatie is ook onmogelijk zonderbacteriën. En de hooistok is niet de laatste in de lijst met "modellen" voor het creëren van transgene organismen.
We hebben al geschreven over hulp bij ruimteverkenning.
Vandaag de dag ontwikkelt de studie van de verspreiding van hooibacillus in de natuur zich actief vanuit het oogpunt van milieuveiligheid. Er zijn al werken om de toestand van het milieu te beoordelen op basis van de correlatie van de verspreiding van dit unieke micro-organisme in het ecotoop.
