Higher order Taxa
Species
Serratia marcescens
Description and Significance
Serratia marcescens is a motile,short rod-shaped, Gram-negative, facultative anaerobe bacterium, classified as an opportunistic pathogen., To bylo objeveno v roce 1819 Bartolomeo Bizio v Padově, Itálie. Bizio pojmenoval Rod Serratia na počest a italského fyzika jménem Serratia, a vybral marcescens pro druhové jméno po latinském slově pro rozpad . Serratia marcescens byla poprvé považována za neškodnou (nepatogenní). Díky své schopnosti produkovat červenou pigmentaci byla poprvé použita v roce 1906 jako marker pro sledování bakteriální aktivity nebo přenosu . Až později v 50. letech americká vláda experimentovala se Serratia marcescens a škodlivé účinky, které bakterie způsobily, byly odhaleny., Byla provedena studie používající Serratia marcescens, aby se zjistila možnost přenosu biologických zbraní proudem větru. Ve slavné „operaci Sea Spray“ americká armáda naplnila balóny Serratia marcescens a explodovala je přes San Fransisco. Serratia marcescens byla vybrána, protože byla snadno sledována díky produkci pigmentu. Došlo však ke zvýšení počtu infekcí pneumonie a močových cest hlášených v této oblasti krátce po provedení experimentu ., Ačkoli Serratia marcescens byl klasifikován jako lidský patogen v 1960s, vědec stále používal to jako bakteriální stopovací dobře do 1970s .
Optimálně, Serratia marcescens roste při 37°C, může však růst v teplotách, které se pohybují od 5-40°C, rostou v pH, které se pohybují od 5 do 9 . Serratia marcescens je dobře známá pro červenou pigmentaci, kterou produkuje zvanou prodigiosin. Prodigiosin se skládá ze tří pyrrolových kroužků a nevyrábí se při 37°C, ale při teplotách pod 30°C ., Produkce červeného pigmentu není přítomna ve všech kmenech, ale v těch, které jsou přítomny, může připomínat krev . To a skutečnost, že Serratia marcescens obvykle roste na chléb a hostie uložena ve vlhkých místech, má led vědci naznačují, Serratia kontaminace jako možné vysvětlení transsubstanciace zázraky (přeměnu chleba v tělo a krev Krista). Například příběh o Zázraku Bolsena uvádí, že v roce 1263, kněz s pochybnosti o Kristově přítomnosti v zasvěceném Hostitel předsedal mši v Bazilice Bolsena., Poté, co promluvil slova zasvěcení, krev začala kapat ze zasvěceného hostitele na jeho ruce a oltář . Tato událost byla zobrazena Raphaelem na stěnách Vatikánu .
Struktura Genomu
genomu Serratia marcescens kmen Db11 byl sekvenován pomocí Sanger Institute s collaboaration Dr. Jonathan Ewbank Střediska d’Immunologie de Marseille Luminy. Dokončený genom se skládá z jediného kruhového chromozomu 5,113,802 bp obsahujícího obsah G+C 59,51% .,
buněčná struktura a metabolismus
Serratia marcescens je krátká a tyčovitá. Jedná se o fakultativní anaerob, což znamená, že může růst buď v přítomnosti kyslíku (aerobní), nebo v nepřítomnosti kyslíku (anaerobní). Primárně používá kvašení jako prostředek shromažďování energie a má enzymy (superoxiddismutáza, kataláza nebo peroxidy), které ji chrání před reaktivní formy kyslíku, což umožňuje žít v okysličené prostředí. Serratia marcescens je gramnegativní bakterie., Gramnegativní bakterie mají tenkou buněčnou stěnu vyrobenou z jedné vrstvy peptidoglykanu, která je uzavřena vnější membránou. Vnější membrána má lipopolysacharidů (LPS), které jsou zvláštní druh fosfolipidu skládá z mastných kyselin, které jsou připojeny k glukosamin fosfát dimeru. Jeden glukosamin je pak připojen k jádrovému polysacharidu, který se rozšiřuje na polysacharidy O. Vnější membrána také slouží jako prostředek k regulaci příjmu živin a vyloučení toxinů. Proteinové póry a transportéry nalezené ve vrstvách obálky se liší selektivitou .,
Serratia marcescens je pohyblivá a cestuje několika různými způsoby. Jediná bakterie Serratia marcescens může plavat s použitím svého bičíku . Jako skupina se mohou rojit na agaru nižších koncentrací (0 .5-0.8%) . Rojové buňky se mohou pohybovat v délce od 5 do 30 µm a jsou vysoce bičované a neseptané. Serratia marcescens má asi 100 – 1000 bičíků na plaveckou buňku . Serratia marcescens může také tvořit biofilm (složitá konstrukce z vylučuje slizové matrixto tvoří ochranný povlak, ve kterém jsou uzavřeny ).,
Hydrolýzou kaseinu není společný rys, a je proto užitečné při diferenciaci Serratia marcescens z 438 kmeny Enterobacteriaceae a Pseudomonadaceae rodiny . Serratia marcescens má reprodukovatelnou schopnost rozkládat kasein produkující clearing na talířích mléčného agaru. Kasein je protein vysrážený z mléka, který tvoří základ sýra a některých plastů . Serratia marcescens používá extracelulární enzymy zvané proteázy k rozpadu peptidových vazeb (CO-NH) v kaseinu ., Podobně extracelulární enzym zvaný želatináza rozkládá želatinu, neúplný protein, který postrádá tryptofan. Želatinová hydrolýza transformuje protein na jednotlivé aminokyseliny a způsobuje jeho zkapalnění v chladných podmínkách (pod 25 °C), pokud by jinak byla pevná .
existují další biochemické testy, které pomáhají identifikovat Serratia marcescens v laboratoři. To je negativní pro methyl red test vzhledem k jejich produkce 2, 3 – butandiolu a ethanolu, ale pozitivní pro Voges-Proskauer test, který ukazuje schopnost organismu přeměňují pyruvát na acetoin ., Serratia marcescens je negativní pro produkci kyseliny na laktóze, ale pozitivní fermentace glukózy a sacharózy (při výrobě plynu). Dusičnanové testy jsou pozitivní, protože dusičnan se obecně používá jako konečný akceptor elektronů spíše než kyslík . Citrát (pozitivní test) používá Serratia marcescens k výrobě kyseliny pyrohroznové. Je pozitivní na dekarboxylázu, což je odstranění karboxylové skupiny z aminokyseliny, která produkuje Amin a oxid uhličitý.Červená pigmentace (prodigiosin), o které je Serratia marcescens známá, může být rozlišujícím faktorem, ale je přítomna pouze u některých kmenů., Není přesně známo, proč tomu tak je, ale předpokládá se, že se jedná o přísně regulovaný genový produkt. Prodigiosin může vyvolat imunitní systém organismu (protilátky a T-buňky), takže je možné, že Serratia marcescens žijící v lidském těle, omezí prodigiosin syntézu a tím uniknout detekci hostitele imunitní systém. Zdá se, že mnoho kmenů ztratilo schopnost produkovat vůbec.
ekologie
Serratia marcescens je všudypřítomná. To se běžně vyskytuje v půdě, vodě, rostlinách a zvířatech., Je široce přítomen v pitné vodě v nedostatečně rozvinutých zemích kvůli špatné chloraci. Tento mikroorganismus je běžným činidlem odpovědným za kontaminaci Petriho desek v laboratořích a je také zjištěno, že roste na chlebu . I když S. marcescens je patogenní mikroorganismus, to je jen tak s imunokompromitovaných jedinců, jako jsou ty, nalezené v nemocnicích, kde mnoho dokumentovaných infekcí konat., Způsob přenosu tohoto mikroorganismu je buď přímým kontaktem,nebo katetry, kapky, roztok zavlažování řešení a jiná řešení, která jsou věřil být sterilní .
patologie
Serratia marcescens je oportunní patogen, který způsobuje nozokomiální infekce. Je odolný vůči mnoha antibiotikům tradičně používaným k léčbě bakteriálních infekcí, jako je penicilin a ampicilin ., To je způsobeno všemi charakteristikami Serratia marcescens; jedinečná membrána (LPS) jako gramnegativní bakterie, schopnost přežít v aerobních a anaerobních podmínkách a její motilita . Většina kmenů je rezistentní na několik antibiotik kvůli přítomnosti R-faktorů (genů kódujících antibiotickou rezistenci) na plazmidy .Existuje mnoho nemocí, které jsou spojeny s Serratia marcescens: sepse, bakteriémie, meningitidy a mozkové abscesy, infekce močových cest, osteomyelitida, infekce oka, a endokarditida ., Vzhledem k široké škále onemocnění způsobuje Serratia marcescens, neexistuje žádný určující příznak nebo zdroj původu. Vyrobené biofilmy jsou v těle obecně patogenní .
také, jak je uvedeno v buněčné struktuře, je vrstva LPS připojena k vnější membráně gramnegativní baterie. LPS působí jako endotoxin (buněčná složka, která je neškodná, pokud patogen zůstává neporušený). Uvolnění LPS by nadměrně stimulovalo obranyschopnost hostitele a způsobilo, že podstoupí smrtelný endotoxický šok ., Přítomnost LPS proto ztěžuje zabíjení Serratia marcescens, aniž by způsobila smrt hostitelských buněk.
některá antibiotika se ukázala jako účinná proti Serratia marcescens jsou antipseudomonální beta-laktamová antibiotika, která zabíjejí bakterie inhibicí syntézy buněčné stěny. Ačkoli byly vyvinuty a použity k zabíjení pseudomonas, také se ukázaly jako účinné proti Serratia marcescens a dalším úzce souvisejícím gramnegativním bakteriím. Součástí problematické povahy tohoto organismu je jeho schopnost kolonizovat jakýkoli povrch., Například Serratia marcescens byla identifikována jako nejběžnější organismus nalezený jak v rohovkových škrábancích, tak v kontaktních čočkách . Bylo však zjištěno, že polyquaternium-1 (biocid používaný komerčně kontaktní čočky, dezinfekční roztok) je aktivní proti cytoplazmatickou membránu Serratia marcescens .
R-faktory
S. marcescens obsahovat tyto R-faktory, které jsou specifické typy plasmid nese jeden nebo více genů, které uděluje rezistenci na různé typy antimikrobiálních látek.,Příspěvek R-faktorů k rezistenci Serratia na různé léky byl studován již v roce 1969. Tato studie zjistila, že z 22 více rezistentních strianů bylo 21 schopno přenést určitou formu jejich odporu na ostatní. Tato studie také prokázala, že rezistence na léky byla u Serratia mnohem častější než u jiných běžně izolovaných členů Enterobacteriaceae., Bylo také zjištěno, že nejen, že R-faktory zprostředkovávají rezistenci na kmeny, které byly kdysi citlivý na určité léky, ale to další titul další rezistenci na léky, které kmeny byly již dříve rezistentní . Od té doby, další experimenty k závěru, že převod systému R-faktory v Serratia marcescens může být citlivý na teplotu a více pravděpodobné, že se vyskytují mezi ty organismy, které jsou více úzce souvisí fylogeneticky.
Efflux čerpadla
nejen s., marcescens mít R-faktory, které kódují geny pro konkrétního lékové rezistence, ale to také obsahuje sofistikovaný efluxní pumpy, které dále odstranit toxiny, které mohou být fatální pro mikroorganismus. Konkrétně byla SdeXY první vícedrogová efluxní pumpa patřící do rodiny RND (Resistance-Nodulation-Cell Division) nalezené v s.marcescens. Gen SdeY je považován za člena rodiny RND, zatímco SdeX je členem membránových fúzních proteinů., Když funguje správně (unmutated), tyto proteiny snížit organismu, náchylnost k erytromycin, tetracyklin, norfloxacin, benzalkonium-chlorid, ethidium bromid, acriflavine, a rhodaminu 6G (odkaz 4). Byly také kategorizovány další čerpadla efflux, jako je čerpadlo SdeAB RND a čerpadlo SdeCDE RND. Bývalý funkcí s širokým substrátová specificita a ta se skládá z membrány, syntézy proteinů (MFP)a dvou různých RND transportéry (SdeD a SdeE).
Další typ efluxní pumpu mnoha léčiv nalezených v tento mikroorganismus je ABC-typ efluxní pumpy nazývá SmdAB., Oba geny SmdA a SmdB musí být přítomny a jsou nezbytné pro rezistenci.
Současný Výzkum
Jedna nedávná studie naznačuje, že Serratia marcescensost3 vytváří román prodigiosin nazývá MAMPDM ((2,2′-dipyrrylmethene)), které mohou mít důležitý dopad na léčbu rakoviny. Tento červený pigment vykazoval selektivní cytotoxickou aktivitu v nádorových buněčných liniích, ale naopak odhalil sníženou toxicitu pro nemaligní buňky. Dospěli k závěru, že Serratia marcescensost3 může být najednou použita jako zdroj pro vývoj protirakovinné sloučeniny .,
Další studie naznačuje, že Serratia marcescens kmen NCTC 10211 může sloužit jako probiotikum při inhibici růstu H. pylori, původce žaludečních vředů . Po prozkoumání několika různých druhů a kmenů bakterií, Serratia marcescens kmen NCTC 10211 odhalil výrazný inhibiční zóny při naočkována různých kmenů Hp.Složky a/nebo mechanismus podílející se na inhibici proliferace Hp stále nejsou dobře pochopeny. Je zapotřebí dalšího výzkumu k izolaci a charakterizaci inhibičních látek tak, aby mohly být použity pro terapii Hp., Je do značné míry nejasné, zda má Serratia marcescens baktericidní aktivitu nebo zda podporuje změny ve fyziologii a morfologii Hp.
Serratia marcescens má jedinečnou schopnost produkovat extracelulární enzymy (28). Bylo prokázáno, že několik takových enzymů má schopnost degradovat chitin, látku, která obsahuje hlavně stěny houbových buněk (28). Tyto chitinolytické enzymy by mohly mít možná průmyslová a zemědělská použití, jako je zavedení těchto genů pro enzymy degradující chitin do plodin, jakož i fermentační bakterie (28)., Další výzkum modifikace proteinů ze sekvence nukleotidů, které by umožňují pro lepší vyjádření chitin produkci genů, čímž poskytuje ochranný mechanismus pro citlivé rostliny a fermentačních bakterií, proti plísňové infekce (28).
1.amh10. „Serratia Marcescens.“MicrobLog.com, 4. Srpna 2006. 7 listopad. 2008. © 2008 < http://microblog.me.uk/89>
6.Codling Caroline, Brian v. Jones, Eshwar Mahenthiralingam, a. Denver Russell a Jean-Yves Maillard., „Identifikace genů podílejících se na náchylnosti Serratia marcescens na polyquaternium-1.“Journal of antimikrobiální chemoterapie (2004) 54, 370-375
7.“Výňatek ze Serratia.“Emedicine.com.19 Listopad. 2008. © 1996-2006 by WebMD < http://www.emedicine.com/med/byname/serratia.htm>
10.“Serratia Marcescens Bakterie.“serratia-marcescens.org.9 Listopad. 2008. < http://www.serratia-marcescens.org/>
12.Salisbury, Willaiam a Joseph Litos. Hydrolýza kaseinu: diferenciální podpora pro identifikaci Serratia marcescens. J. clin. Cesta.,, 1972, 25, 1083-1085
14.“Serratia marcescens.“Wikipedia.org.24 Říjen. 2008. 19 listopad. 2008. < http://en.wikipedia.org/wiki/Serratia_marcescens>
15.Schlegel, Hans. Obecná Mikrobiologie. © Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1992. s. 88.
16.Shapiro, James a Martin Dworkin. Bakterie jako mnohobuněčné organismy. © 1997 Oxford University Press, Inc. PP. 210
17.Simurdo, Maryanne. „Katedra biologie fakulty a výzkumu.“9.Listopadu. 2008. < http://biology.wlu.edu/simurda.htm>
18.Slonczewski, Joan a John Foster., Mikrobiologie: Vyvíjející Se Věda. © 2009 W. W. Norton & Company, Inc. s. 91, 488
20.Yuko Tanaka, Junko Yuasa, Masahiro Baba, Taichiro Tanikawa, Yoji Nakagawa a Tohey Matsuyama. „Bakteriostatická aktivita Serratia marcescens závislá na teplotě“. Mikrob. Environ.. Svazek. 19: 236-240 (2004) .
21. http://www.sanger.ac.uk/Projects/S_marcescens/
22. http://commtechlab.msu.edu/sites/dlc-me/zoo/microbes/serratia.html
23. Cooksey Robert, Grace Thorne, Edmund Farrar. „R faktor zprostředkovával antibiotickou rezistenci u Serratia marcescens. Antimikrobiální Látky A Chemoterapie. Vol 10. Č., 1 červenec 1976 p 123-127.
24. Belgičanka, Sanela a Alžběta a. „Charakterizace Serratia marcescens SdeCDE multidrogové efluxní pumpy studované pomocí genové knockout mutageneze“. Katedra mikrobiologie, University of Manitoba, Winnipeg, MB R3T 2N2, Kanada.
25. Taira Matsuo, Jing Chen, Yusuke Minato, Wakano Ogawa, Tohru Mizushima, Teruo Kuroda a Tomofusa Tsuchiya. „SmdAB, Heterodimerní ABC-Typ Multidrug eflux Pump, v Serratia marcescens. Časopis Bakteriologie, Jan.2008 s. 648-654.
27. R Krausse, K. Piening, U. Ullman., „Inhibiční účinky různých mikroorganismů na růst Heliobacter pylori. Dopis v aplikované Mirobiologii 2005, 40, 81-86.
28. Hejazi, A., and Falkiner, F. R.“ Serratia marcescens “ Journal of Medical Microbiology, 1997. Svazek 46. s. 903-912.
Editoval Irina Mashenko a Abrehet Tesfamicael studenti M Glogowski na Loyola University 1- http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC87738/
Leave a Reply