Микроаэрофил

Микроорганизм, требующий более низкого уровня кислорода, чем обычно встречается в атмосфере

Анаэробные бактерии можно идентифицировать, выращивая их в пробирках с тиогликолевым бульоном :
1: Облигатным аэробам нужен кислород, потому что они не могут бродить или дышать анаэробно. Они собираются в верхней части пробирки, где концентрация кислорода самая высокая.
2: Облигатные анаэробы отравляются кислородом, поэтому они собираются в нижней части пробирки, где концентрация кислорода самая низкая.
3: Факультативные анаэробы могут расти как с кислородом, так и без него, потому что они могут метаболизировать энергию аэробно или анаэробно. Они собираются в основном наверху, потому что аэробное дыхание генерирует больше АТФ, чем брожение или анаэробное дыхание.
4: Микроаэрофилам нужен кислород, потому что они не могут бродить или дышать анаэробно. Однако они отравляются высокими концентрациями кислорода. Они собираются в верхней части пробирки, но не на самом верху.
5: Аэротолерантным организмам не нужен кислород, потому что они анаэробно усваивают энергию. Однако, в отличие от облигатных анаэробов, они не отравляются кислородом. Их можно обнаружить равномерно распределенными по всей пробирке.

Микроаэрофил — это микроорганизм , которому для оптимального роста требуются среды, содержащие более низкие уровни дикислорода , чем те, что присутствуют в атмосфере (т. е. < 21% O ₂ ; обычно 2–10% O _{2 ).} ^[1] Более ограничительная интерпретация требует, чтобы микроорганизм был облигатным в этом требовании. ^{[2] [3]} Многие микроаэрофилы также являются капнофилами , требующими повышенной концентрации диоксида углерода (например, 10% CO ₂ в случае видов Campylobacter ). ^[4]

Первоначальное определение микроаэрофила критиковалось за то, что оно было слишком ограничивающим и недостаточно точным по сравнению с аналогичными категориями. Более широкий термин микроаэроб был придуман для описания микробов, способных дышать кислородом «в микрооксичных средах с использованием высокоаффинной терминальной оксидазы». ^[1]

Культура

Микроаэрофилы традиционно выращиваются в банках для свечей. Банки для свечей представляют собой контейнеры, в которые помещают зажженную свечу перед тем, как герметично закрыть крышку контейнера . Пламя свечи горит до тех пор, пока не погаснет из-за недостатка кислорода, создавая богатую углекислым газом и бедную кислородом атмосферу. ^[5]

Новейшие методы оксистатного биореактора позволяют более точно контролировать уровень газа в микроаэробной среде, используя зонд для измерения концентрации кислорода или окислительно-восстановительного потенциала в режиме реального времени. ^[6] Способы контроля потребления кислорода включают газогенерирующие пакеты и газообмен. ^[4]

Поскольку оксистатные биореакторы дороги в покупке и эксплуатации, были разработаны более дешевые решения. Например, устройство для микрооксигенированной культуры (MOCD) представляет собой систему, включающую обычные колбы, кислородопроницаемые трубки, датчики и водяные насосы. Аэрация осуществляется путем прокачивания питательной среды через трубки. ^[1]

Примеры

В мире существует большое разнообразие микроаэробных условий: в организме человека, под водой и т. д. Многие бактерии из этих источников являются микроаэробами, некоторые из которых также являются микроаэрофилами.

• Некоторые представители Campylobacterales являются микроаэрофилами:
  • Виды Campylobacter ^{являются микроаэрофильными. [4] [7]}
  • Helicobacter pylori (ранее идентифицированный как Campylobacter ), вид Campylobacterota , который связан с язвенной болезнью и некоторыми типами гастрита ^[8]
• Многие представители Lactobacillus sensu lato (см. Lactobacillaceae ) являются микроаэрофилами. Как факультативные анаэробы, они выживают в анаэробных условиях, но лучше растут при небольшом количестве кислорода. ^[9]
• Magnetospirillum gryphiswaldense и Magnetospira sp. QH-2 являются водными микроаэрофильными магнитотактическими бактериями . Образование магнетита у таких бактерий в целом требует микроаэробных условий. ^[1]

Смотрите также

• Аэробное дыхание
• анаэробное дыхание
• Факультативный анаэроб
• Ферментация
• Облигатный аэроб
• Облигатный анаэроб
• Оксигенация (окружающая среда)

Ссылки

1. Fuduche, Maxime; Davidson, Sylvain; Boileau, Céline; Wu, Long-Fei; Combet-Blanc, Yannick (19 марта 2019 г.). "Новое высокоэффективное устройство для выращивания микроаэрофильных микроорганизмов". Frontiers in Microbiology . 10 : 534. doi : 10.3389/fmicb.2019.00534 . PMC  6434946. PMID  31001208 .
2. Хогг, С. (2005). Essential Microbiology (1-е изд.). Wiley. стр. 91–107. ISBN 0-471-49754-1.
3. Prescott LM, Harley JP, Klein DA (1996). Микробиология (3-е изд.). Wm. C. Brown Publishers. стр. 130–131. ISBN 0-697-29390-4.
4. Brooks GF, Carroll KC, Butel JS, Morse SA (2007). Медицинская микробиология Jawetz, Melnick & Adelberg (24-е изд.). McGraw Hill. стр. 273–275. ISBN 978-0-07-128735-7.
5. Салим SM, Мандал J, Париджа SC (март 2014 г.). «Выделение кампилобактера из образцов кала человека». Indian J Med Microbiol . 32 (1): 35–38. doi : 10.4103/0255-0857.124294 . PMID  24399385.
6. Лю, Чэнь-Гуан; Сюэ, Чуан; Линь, Йен-Хан; Бай, Фэн-У (март 2013 г.). «Управление окислительно-восстановительным потенциалом и его применение в микроаэробных и анаэробных ферментациях». Biotechnology Advances . 31 (2): 257–265. doi :10.1016/j.biotechadv.2012.11.005. PMID  23178703.
7. Fernie DS, Park RW (август 1977 г.). «Изоляция и природа кампилобактерий (микроаэрофильных вибрионов) из лабораторных и диких грызунов». J. Med. Microbiol . 10 (3): 325–9. doi : 10.1099/00222615-10-3-325 . PMID  330861.
8. Cover TL (2012). "Перспективы методологии in vitro культуры Helicobacter pylori". Перспективы методологии in vitro культуры Helicobacter pylori. Методы Mol Biol. Т. 921. С. 11–15. doi :10.1007/978-1-62703-005-2_3. ISBN 978-1-62703-004-5. PMC  3921885 . PMID  23015486.
9. Goldstein, Ellie JC; Tyrrell, Kerin L.; Citron, Diane M. (15 мая 2015 г.). «Виды Lactobacillus: таксономическая сложность и противоречивые восприимчивости». Клинические инфекционные заболевания . 60 (suppl_2): S98–S107. doi : 10.1093/cid/civ072 . PMID  25922408.

Внешние ссылки

• Характеристика неклассифицированной микроаэрофильной бактерии, связанной с гастроэнтеритом.