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., Det ble oppdaget i 1819 av Bartolomeo Bizio i Padova, Italia. Bizio heter slekten Serratia i ære av og italiensk fysiker som heter Serratia, og valgte marcescens for arter navn etter det latinske ordet for forfall . Serratia marcescens først ble antatt å være ufarlig (ikke-patogene). På grunn av sin evne til å produsere røde pigmentering, det ble brukt for første gang i 1906 som en markør for å spore bakteriell aktivitet eller overføring . Det var ikke før senere på 1950-tallet at den AMERIKANSKE regjeringen eksperimentert med Serratia marcescens og skadelig innvirkning at bakterier forårsaker ble avslørt., En studie med Serratia marcescens ble gjennomført for å fastslå muligheten av biologiske våpen blir overført ved vind gjeldende. I den berømte «Operasjon sjøsprøyt» den AMERIKANSKE Hæren fylt ballonger med Serratia marcescens og eksploderte dem over San Fransisco. Serratia marcescens ble valgt fordi det var enkelt spores på grunn av sin pigment produksjon. Det var imidlertid en økning i antall lungebetennelse og urinveisinfeksjoner rapportert i regionen kort tid etter at forsøket var gjennomført ., Selv om Serratia marcescens ble klassifisert som en human patogen i 1960-årene, forsker fortsatt brukes det som en bakteriell sporing langt inn på 1970-tallet .
Optimalt, Serratia marcescens vokser ved 37°C, men den kan vokse ved temperaturer som varierer fra 5-40°C. De vokser i pH-nivåer som spenner fra 5 til 9 . Serratia marcescens er godt kjent for de røde pigmentering, produserer det som heter prodigiosin. Prodigiosin består av tre pyrrole ringer og er ikke produsert ved 37°C, men ved temperaturer under 30°C ., Den røde pigment produksjon er ikke til stede i alle stammer, men i de som det er til stede, det kan se ut som blod . Dette og det faktum at Serratia marcescens vanligvis vokser på brød og nattverd wafere er lagret på fuktige steder, har ført forskere til å foreslå Serratia forurensning som en mulig forklaring for transubstantiation mirakler (konvertering av brød til kroppen, og Kristi blod). For eksempel historien om Mirakelet i Bolsena sier at, i 1263, en prest med tvil av Kristi nærvær i vigslede Vert presiderte over en masse i Basilica di Bolsena., Etter å ha snakket innvielsesordene, blod begynte å dryppe fra vigde Vert på hans hender og alteret . Denne hendelsen ble avbildet av Raphael på veggene i Vatikanet .
Genom Struktur
genom av Serratia marcescens belastning Db11 ble sekvensert av Sanger Institute med collaboaration av Dr. Jonathan Ewbank av Centre d’Immunologie de Marseille Luminy. Den ferdige genom består av en enkelt sirkulært kromosom av 5,113,802 bp som inneholder en G+C innhold av 59.51% .,
Celle-Struktur og Metabolisme
Serratia marcescens er kort og stang formet. Det er en facultative anaerobe, noe som betyr at den kan vokse i nærvær av oksygen (aerob) eller i fravær av oksygen (anaerob). Først og fremst bruker gjæring som betyr å samle energi og har enzymer (superoxide dismutase, catalase eller peroksider) som beskytter den fra reaktive oksygen arter, slik at det å leve i oksygenrikt miljø. Serratia marcescens er en gram-negative bakterien., Gram-negative bakterier har en tynn cellevegg laget av et enkelt lag av peptidoglycan som er omgitt av en ytre membran. Den ytre membranen har lipopolysaccharides (LPS), som er en spesiell type av phospholipid består av fettsyrer som er festet til en glucosamine fosfat dimer. En glukosamin er deretter koblet til en kjerne polysakkarid som går til O polysakkarider. Den ytre membranen fungerer også som et middel til å regulere opptaket av næringsstoffer og utelukkelse av giftstoffer. Protein porene og transportører funnet i konvolutten lag variere i selektivitet .,
Serratia marcescens er motile og reiser av flere ulike virkemidler. En enkelt Serratia marcescens bakterien kan svømme med bruk av sine flagellum . Som en gruppe de kan sverme sammen på agar av lavere konsentrasjoner (0 .5-0.8%) . Den swarmer celler kan variere i lengde fra 5-30 µm, og de er svært flagellated og nonseptated. Serratia marcescens har ca 100 – 1000 flagella per svømmer celle . Serratia marcescens kan også dannes en biofilm (kompleks struktur som er laget av utskilt mucilaginous matrixto danner et beskyttende belegg som de er innkapslet ).,
Hydrolyse av kasein er ikke et felles trekk og er derfor nyttig i differensiering av Serratia marcescens fra 438 stammer av Enterobacteriaceae og Pseudomonadaceae familier . Serratia marcescens har reproduserbar evne til å bryte ned kasein å produsere en lysning på melk agar plater. Kasein er et protein som ble fremskyndet fra melk som danner grunnlag av ost og plastdeler . Serratia marcescens bruker ekstracellulære enzymer som kalles proteases å bryte ned peptid obligasjoner (CO-NH) i kasein ., På samme måte, en ekstracellulære enzym som kalles gelatinase bryter ned gelatin, en ufullstendig protein som mangler tryptofan. Gelatin hydrolyse forvandler protein til individuelle aminosyrer og får den til å kondensere i kulde (under 25 °C) når det ellers ville være solid .
Det er andre biokjemiske tester som kan bidra til å identifisere Serratia marcescens i laboratoriet. Det er negativt for methyl røde testen på grunn av sin produksjon på 2, 3 – butanediol og etanol, men positivt for Voges-Proskauer test, som viser en organismes evne til å konvertere pyruvate å acetoin ., Serratia marcescens er negative for syre produksjon på laktose, men positiv glukose og sukrose (med gass) gjæring. Nitrat tester er positive siden nitrat er generelt brukt som den endelige electron godkjenner heller enn oksygen . Citrate (positiv test) brukes av Serratia marcescens å produsere pyruvic syre. Det er positivt for decarboxylase, som er fjerning av en carboxyl gruppe fra en aminosyre, som gir en amine og karbondioksid.Den røde pigment (prodigiosin) som Serratia marcescens er kjent for å være en avgjørende faktor, men er bare til stede i noen varianter., Det er ikke akkurat kjent hvorfor dette er, men det er en hypotese om at det er en strengt regulert genet produktet. Prodigiosin kan utløse kroppens immunsystem (antistoffer og T-celler), så det er mulig at Serratia marcescens lever i en menneskelig kropp vil begrense prodigiosin syntese og dermed unngå å bli oppdaget av vertens immunforsvar. Mange stammer synes å ha mistet evnen til å produsere det i det hele tatt.
Økologi
Serratia marcescens er allestedsnærværende. Det er vanligvis finnes i jord, vann, planter og dyr., Det er mye til stede i non potable water i u-land på grunn av dårlig klorering. Denne mikroorganismen er en vanlig agent som er ansvarlig for forurensning av Petri plater i laboratorier, og er også funnet å vokse på brød . Selv om S. marcescens er en sykdomsfremkallende mikroorganismen, det er bare slik med immunsupprimerte individer slik som de som finnes i sykehus hvor mange av de dokumenterte infeksjoner skje., Modus for overføring av denne mikroorganismen er enten ved direkte kontakt eller ved katetre, dråper, saltvann vanning løsninger, og andre løsninger som antas å være steril .
Patologi
Serratia marcescens er en opportunistisk patogen som er årsak til nosokomiale infeksjoner. Det er resistente mot mange antibiotika som tradisjonelt brukes til å behandle bakterielle infeksjoner, for eksempel penicillin og ampicillin ., Dette er på grunn av alle Serratia marcescens’ egenskaper; unik membran (LPS) som en Gram-negative bakterier, evnen til å overleve i aerobe og anaerobe forhold, og motilitet . De fleste stammer som er resistente mot flere antibiotika på grunn av tilstedeværelsen av R-faktorer (gener som koder for antibiotika resistens) på plasmider .Det er mange sykdommer som er assosiert med Serratia marcescens: sepsis, bakterier, meningitt og cerebral abscesser, urin-skrift infeksjoner, osteomyelitt, okulære infeksjoner, og endokarditt ., På grunn av det brede spekter av sykdommer Serratia marcescens årsaker, det er ikke en fastsettelse symptom eller opprinnelsesland. Den produserte biofilm er generelt patogene i kroppen .
Også, som nevnt i celle-struktur, LPS lag som er knyttet til den ytre membran av Gram-negativ batteri. Den LPS fungerer som en endotoksin (en celle komponent som er ufarlig så lenge organismen er intakt). Utgivelsen av LPS ville over-stimulere vert forsvar og føre dem til å gjennomgå dødelig endotoxic sjokk ., Tilstedeværelsen av LPS derfor gjør det vanskelig å drepe Serratia marcescens uten å forårsake død av vertens celler.
Noen av antibiotika har vist seg å være effektiv mot Serratia marcescens er antipseudomonal beta-lactam antibiotika, som dreper bakterier ved å hemme cellevegg syntese. Selv om de har blitt utviklet og brukt til å drepe pseudomonas, de har også vist seg effektiv mot Serratia marcescens og andre nært beslektede Gram-negativ bakterier. En del av det problematiske arten av denne organismen er dens evne til å kolonisere en hvilken som helst overflate., For eksempel, Serratia marcescens har blitt identifisert som den mest vanlige organisme som finnes i begge hornhinnen scrapings og kontaktlinser . Det har blitt funnet, men at polyquaternium-1 (et biocid som brukes kommersielt i en kontaktlinse desinfisering løsning) er aktiv mot den cytoplasmatiske membranen av Serratia marcescens .
R-faktorer
S. marcescens inneholde disse R-faktorer som er spesifikke typer av plasmider bærer ett eller flere gener som gir resistens mot forskjellige typer av antimikrobielle midler.,Bidraget av R-faktorer for motstand av Serratia til ulike medikamenter har vært studert så langt tilbake som i 1969. Denne studien fant at av de 22 flere resistente strians, 21 var i stand til å overføre noen form for sin motstand til andre. Denne studien viste også at resistens var langt mer utbredt i Serratia enn i noen annen vanlig isolert medlem av Enterobacteriaceae., Det ble også funnet at ikke bare gjorde R-faktorer megle resistens til stammer som en gang ble utsatt for visse stoffer, men det har videre gitt ytterligere resistens mot legemidler som stammer allerede var tidligere motstandsdyktig mot . Siden da, andre eksperimenter har konkludert med at overføringssystemet av R-faktorer i Serratia marcescens kan være følsomme for temperatur og mer sannsynlig å oppstå mellom de organismer som er funnet å være nærmere i slekt phylogenetically.
Efflux Pumper
Ikke bare S., marcescens har R-faktorer som kodes av gener for stoffet motstand, men den inneholder også avanserte efflux pumper som ytterligere fjerne giftstoffer som kan være fatalt for mikroorganismen. Spesielt, SdeXY var den første multidrug efflux pumpe som tilhører RND (Motstand-Nodulation-celledeling)familie funnet i S. marcescens. Den SdeY genet er funnet å være medlem av RND familien, mens SdeX er medlem av membranen fusion proteiner., Når fungerer (unmutated), disse proteinene reduserer organismens risiko for erytromycin, tetracyclin, norfloxacin, benzalkoniumklorid, etidiumbromid, acriflavine, og rhodamine 6G (referanse 4). Andre efflux pumper har også blitt kategorisert som SdeAB RND pumpen og SdeCDE RND pumpe. Den tidligere funksjoner med en bred substrat spesifisitet og sistnevnte består av en membran fusjon proteiner (MFP)og to forskjellige RND transportører (SdeD og SdeE).
en Annen type av multidrug efflux pumpe finnes i denne mikroorganismen er en ABC-type efflux pumpe kalt SmdAB., Både SmdA og SmdB gener må være til stede og som er nødvendige for motstand.
Aktuell Forskning
En ny studie tyder på at Serratia marcescensost3 produserer en roman prodigiosin kalt MAMPDM ((2,2′-dipyrrylmethene))som kan ha en viktig innvirkning på kreft. Denne røde pigment vist en selektiv cytotoksisk aktivitet i kreft cellelinjer, men i motsetning til det avdekket en redusert toksisitet å ikke ondartede celler. De kom til den konklusjon at Serratia marcescensost3 kan i en tid bli brukt som en kilde til å utvikle et anti-kreft sammensatte .,
en Annen studie tyder på at Serratia marcescens belastning NCTC 10211, kan tjene som et probiotisk i å hemme veksten av H. pylori, causative agent av mage magesår . Ved å undersøke flere ulike arter og bakterier stammer, Serratia marcescens belastning NCTC 10211 avslørt slående hemming soner når inokulert med forskjellige Hp stammer.Komponenter og/eller mekanismen involvert i hemming av Hp-spredning er fortsatt ikke godt forstått. Videre forskning er nødvendig for å isolere og karakterisere den hemmende stoffer slik at de kan brukes for Hp terapi., Det er i stor grad uklart om Serratia marcescens har bactericidial aktivitet eller hvis fremmer endringer i fysiologi og morfologi av Hp.
Serratia marcescens har en unik evne til å produsere ekstracellulære enzymer (28). Flere slike enzymer har vist seg å ha evnen til å bryte ned chitin, en substans som i hovedsak består av fungal cellevegger (28). Disse chitinolytic enzymer kan ha mulige industrien og jordbruket bruker for eksempel innføring av disse genene for chitin nedbrytende enzymer i avlinger, samt fermentative bakterier (28)., For mer forskning på protein endring av nukleotide-sekvenser ville tillate for bedre uttrykk for chitin å produsere gener, og dermed gi en beskyttende mekanisme for utsatte planter og fermentative bakterier mot soppinfeksjoner (28).
1.amh10. «Serratia Marcescens.»MicrobLog.com. 4 August 2006. 7 Nov. 2008. © 2008 <http://microblog.me.uk/89>
6.Codling Caroline, Brian V. Jones, Eshwar Mahenthiralingam, A. Denver Russell og Jean-Yves Maillard., «Identifisering av gener som er involvert i mottakelighet av Serratia marcescens å polyquaternium-1.»Journal of Antimicrobial Kjemoterapi (2004) 54, 370-375
7.»Utdrag fra Serratia.»Emedicine.com. 19 Nov. 2008. © 1996-2006 av WebMD <http://www.emedicine.com/med/byname/serratia.htm>
10.»Serratia Marcescens Bakterier.»serratia-marcescens.org. 9 Nov. 2008. <http://www.serratia-marcescens.org/>
12.Salisbury, Willaiam og Joseph Likos. Hydrolyse av kasein: en differensial hjelpemiddel for identifikasjon av Serratia marcescens. J clin. Bane.,, 1972, 25, 1083-1085
14.»Serratia marcescens.»Wikipedia.org. 24 Okt. 2008. 19 Nov. 2008. <http://en.wikipedia.org/wiki/Serratia_marcescens>
15.Schlegel, Hans. Generell Mikrobiologi. © Georg Thieme Verlag Stuttgart 1992. s. 88.
16.Shapiro, Jakob og Martin Dworkin. Bakterier som Flercellede Organismer. © 1997 av Oxford University Press, Inc. s. 210
17.Simurda, Maryanne. «Institutt for Biologi Fakultet og Forskning.»9 Nov. 2008. <http://biology.wlu.edu/simurda.htm>
18.Slonczewski, Joan og John Foster., Mikrobiologi: En Utvikling Vitenskap. © 2009 W. W. Norton & Company, Inc. s. 91, 488
20.Yuko Tanaka, Junko Yuasa, Masahiro Baba, Taichiro Tanikawa, Yoji Nakagawa og Tohey Matsuyama. «Temperatur-Avhengige Bakteriostatisk Aktivitet av Serratia marcescens». Microb. Environ.. Vol. 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, Nåde Thorne, Edmund Farrar. «R-Faktor Mediert Antibiotikum Motstand i Serratia marcescens. Antimicrobia Agenter Og ChemoTheraphy. Vol 10. Ingen., 1 juli 1976 s 123-127.
24. Belgic, Sanela og Elizabeth A. Worobec. «Karakterisering av Serratia marcescens SdeCDE multidrug efflux pumpe studert via genet knockout mutagenesis». Institutt for Mikrobiologi, Universitetet i Manitoba, Winnipeg, MB R3T 2N2, Canada.
25. Taira Matsuo, Jing Chen, Yusuke Minato, Wakano Ogawa, Tohru Mizushima, Teruo Kuroda, og Tomofusa Tsuchiya. «SmdAB, en Heterodimeric ABC-Type Multidrug Efflux Pumpen, i Serratia marcescens. Tidsskrift for Bakteriologi, Jan.2008 s.648-654.
27. R Krausse, K. Piening, U. Ullman., «Hemmende effekter av ulike mikro-organismer på veksten av Heliobacter pylori. Brev i Anvendt Mirobiology 2005, 40, 81-86.
28. Hejazi, A.,og Falkiner, F. R. «Serratia marcescens» Tidsskrift for Medisinsk Mikrobiologi, 1997. Volum 46. s. 903-912.
Redigert av Irina Mashenko og Abrehet Tesfamicael studenter M Glogowski ved Loyola University 1- http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC87738/
Leave a Reply