Метка: biofilm
Биоплёнки: как они развиваются.
Рост биоплёнок при наличии обильных ресурсов для развития
Рост биоплёнок при дефиците ресурсов для развития
Видео двух биопленок Bacillus subtilis в общей среде показывает их синхронизированный рост, который бактерии координируют посредством электрической связи. Зелёная флуоресценция демонстрирует волны высвобожденных ионов калия, которые проходят по биопленкам как сигналы роста. В эксперименте Суэля, когда много питательных веществ (abundant), две биопленки растут одновременно. Сигналы их роста растут и падают синхронно. Когда питательные вещества находятся в дефиците (limited), две биопленки распределяют рост во времени с целью более эффективного их потребления: когда одна растет, то другая — «отдыхает».
Биоплёнка Pseudomonas Aeruginosa
На видео показан рост Pseudomonas Aeruginosa в виде биопленки на плоской пластине.
Краткая хронология исследований биоплёнок
- 1673 – открытие Левенгуком одноклеточных микроорганизмов
- 1940 – Хукалайкианом (Heukelekian) и Хеллером (Heller) описан т.н. «bottle effect» — рост бактерий проходит быстрее, если они закреплены на поверхности
- 1943 – Зобелл (Zobell) предположил, что адгезия бактерий к поверхности осуществляется двухступенчатом процессе, имеющим обратимую и необратимую фазы.
- конец 1960-х – начало 1970-х – сразу несколько исследователей устанавливает распространенность бактериальных биопленок. Было показано, что биопленки состоят из множества различных микроорганизмов и что материал матрицы (EPS) в основном состоит из полисахаридов.
- 1973 – Караклис (Characklis) установил, что биопленки устойчивы к антимикробному эффекту хлора
- 1978 – Костертоном (Costerton) выдвинута гипотеза механизма биологического выигрыша микроорганизмов от создания биоплёнок
- 1979 — исследования Костертона (Costerton) и Гийзи (Geesey) показали, что гликокаликс является ионообменной матрицей, которая улавливает питательные вещества и затем транспортируют их в клетки
- 1981 — исследования Костертона (Costerton) и др. показали, что гликокаликс являвляется гидратированной полисахаридной полианионной матрицей прикрепленной к липосахаридным компонентам клеточной оболочки бактерий
- 1995 – создана концепция “biofilm model”. Эта модель описывает образование микроорганизмами микроколоний окруженных большим количеством экзополисахаридов. Между микроколониями есть заполненные водой каналы, которые обеспечивают приток питательных веществ и отток продуктов жизнедеятельности.
- 1998 – значительный успех в понимании развития и поведения биопленок, на основе исследований, которые сочетали молекулярно-генетический подход с конфокальной лазерной сканирующей микроскопией (CLSM).