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., Este asteroide foi descoberto em 1819 por Bartolomeo Bizio. Bizio nomeou o gênero Serratia em homenagem ao físico italiano Serratia, e escolheu marcescens para o nome da espécie em homenagem à palavra latina para decaimento . A Serratia marcescens foi inicialmente considerada inofensiva (não patogénica). Devido à sua capacidade de produzir pigmentação vermelha, foi usado pela primeira vez em 1906 como um marcador, A fim de rastrear a atividade bacteriana ou transmissão . Só mais tarde, na década de 1950, o governo dos EUA fez experiências com os Serratia marcescens e os efeitos nocivos que as causas bacterianas foram reveladas., Um estudo utilizando Serratia marcescens foi realizado para determinar a possibilidade de armas biológicas serem transmitidas por corrente de vento. No famoso “Operação água pulverizada”, o Exército dos EUA encheu balões com Serratia marcescens e os explodiu sobre San Fransisco. Serratia marcescens foi escolhida porque foi facilmente rastreada devido à sua produção de pigmentos. No entanto, houve um aumento no número de pneumonia e infecções do tracto urinário notificadas na região pouco depois da experiência ter sido realizada ., Embora Serratia marcescens tenha sido classificado como um patógeno humano na década de 1960, o cientista ainda o usou como um rastreador bacteriano até a década de 1970 .
Optimally, Serratia marcescens grows at 37 ° C, but it can grow in temperatures that range from 5-40°C. They grow in pH levels that range from 5 to 9 . Serratia marcescens é bem conhecida pela pigmentação vermelha que produz chamada prodigiosin. Prodigiosina é composta por três anéis de pirrole e não é produzida a 37 ° C, mas a temperaturas abaixo de 30 ° C., A produção de pigmento vermelho não está presente em todas as estirpes, mas naqueles que está presente, pode assemelhar-se ao sangue . Isto e o fato de que Serratia marcescens normalmente cresce em pão e hóstias armazenadas em lugares úmidos, levou os cientistas a sugerir a contaminação Serratia como uma possível explicação para milagres de transubstanciação (a conversão de pão para o corpo e sangue de Cristo). Por exemplo, a história do Milagre de Bolsena afirma que, em 1263, um sacerdote com dúvidas sobre a presença de Cristo na hóstia consagrada presidiu uma missa na Basílica de Bolsena., Depois de falar as palavras da consagração, o sangue começou a pingar do Hóster consagrado em suas mãos e no altar . Este evento foi retratado por Rafael nas paredes do Vaticano .
estrutura do genoma
o genoma da estirpe Serratia marcescens Db11 foi sequenciado pelo Sanger Institute com a colaboração do Dr. Jonathan Ewbank do Centre D’Immunologie de Marseille Luminy. O genoma completo consiste num único cromossoma circular de 5,113,802 bp contendo um teor de G+C de 59,51% .,
estrutura celular e metabolismo
Serratia marcescens é curto e em forma de haste. É um anaeróbio facultativo, o que significa que pode crescer na presença de oxigênio (aeróbico) ou na ausência de oxigênio (anaeróbico). Principalmente usa a fermentação como meio de coleta de energia e tem enzimas (superóxido dismutase, catalase ou peróxidos) que a protegem de espécies reativas de oxigênio, permitindo-lhe viver em ambientes oxigenados. Serratia marcescens é uma bactéria gram-negativa., Bactérias gram negativas têm uma parede celular fina feita de uma única camada de peptidoglicano que é fechado por uma membrana externa. A membrana externa tem lipopolissacáridos (LPS), que são um tipo especial de fosfolípido composto por ácidos gordos que estão ligados a um dímero de fosfato de glucosamina. Uma glucosamina é então ligada a um polissacárido central que se estende aos polissacáridos O. A membrana externa também serve como um meio para regular a absorção de nutrientes e a exclusão de toxinas. Os poros proteicos e transportadores encontrados nas camadas de envelope variam em seletividade .,Serratia marcescens é móvel e viaja por vários meios diferentes. Uma única bactéria Serratia marcescens pode nadar com o uso de seu flagelo . Como grupo, podem agrupar – se num ágar de concentrações mais baixas (0 .5-0.8%) . As células de enxame podem variar em comprimento de 5-30 µm e são altamente flageladas e não-fechadas. Serratia marcescens tem cerca de 100 a 1000 flagella por célula nadadora . Serratia marcescens também pode formar um biofilme (estrutura complexa feita de matrixto mucilaginoso secretado forma um revestimento protector no qual eles estão encapsulados ).,
a hidrólise da caseína não é um traço comum e é, portanto, útil na diferenciação de Serratia marcescens das 438 estirpes das famílias Enterobacteriaceae e Pseudomonadaceae . Serratia marcescens tem a capacidade reprodutível de decompor a caseína que produz uma clareira em placas de ágar de leite. A caseína é uma proteína precipitada do leite que forma a base do queijo e de certos plásticos . Serratia marcescens usa enzimas extracelulares chamadas proteases para quebrar as ligações peptídicas (CO-NH) na caseína ., Similarmente, uma enzima extracelular chamada gelatinase quebra a gelatina, uma proteína incompleta que carece de triptofano. A hidrólise da gelatina transforma a proteína em aminoácidos individuais e faz com que seja liquefeita em condições frias (abaixo de 25 °C), quando de outra forma seria sólida .existem outros testes bioquímicos que ajudam a identificar marcescens Serratia no laboratório. É negativo para o teste vermelho de metilo devido à sua produção de 2, 3 – butanodiol e etanol, mas positivo para o teste Voges-Proskauer, que mostra a capacidade de um organismo para converter piruvato em acetoína ., Serratia marcescens é negativo para a produção ácida de lactose, mas positivo glicose e sacarose (com produção de gás) fermentação. Os testes de nitrato são positivos, uma vez que o nitrato é geralmente usado como o aceitador final de elétrons em vez de oxigênio . O citrato (ensaio positivo) é utilizado por Serratia marcescens para produzir ácido pirúvico. É positivo para a descarboxilase, que é a remoção de um grupo carboxilo de um aminoácido, produzindo uma amina e dióxido de carbono.A pigmentação vermelha (prodigiosin) conhecida por Serratia marcescens pode ser um fator distintivo, mas só está presente em algumas estirpes., Não se sabe exactamente por que razão isso acontece, mas existe a hipótese de que se trata de um produto genético rigorosamente regulado. Prodigiosina pode desencadear o sistema imunológico de um organismo (anticorpos e células T), por isso é possível que Serratia marcescens vivendo em um corpo humano irá limitar a síntese de prodigiosina e, portanto, escapar da detecção pelo sistema imunológico do hospedeiro. Muitas estirpes parecem ter perdido a capacidade de produzi-la.
Ecologia
Serratia marcescens é onipresente. É comumente encontrada no solo, água, plantas e animais., Está amplamente presente em água não potável em países subdesenvolvidos devido à fraca cloração. Este microorganismo é um agente comum responsável pela contaminação das placas de Petri em laboratórios, e também é encontrado para crescer sobre o pão . Embora S. marcescens seja um microorganismo patogênico, é apenas assim com indivíduos imunocomprometidos, como aqueles encontrados em hospitais onde muitas das infecções documentadas ocorrem., O modo de transmissão deste microorganismo é por contato direto, ou por cateteres, gotículas, soluções de irrigação salina, e outras soluções que se acredita serem estéreis .
patologia
Serratia marcescens é um agente patogénico oportunista que causa infecções nosocomiais. É resistente a muitos antibióticos tradicionalmente usados para tratar infecções bacterianas, tais como penicilina e ampicilina ., Isto é devido a todas as características de Serratia marcescens; membrana única (LPS) como uma bactéria Gram-negativo, a capacidade de sobreviver em condições aeróbicas e anaeróbicas, e sua motilidade . A maioria das estirpes são resistentes a vários antibióticos devido à presença de factores-R (genes que codificam a resistência aos antibióticos) nos plasmídeos .Existem muitas doenças associadas a Serratia marcescens: sépsis, bacteremia, meningite e abcessos cerebrais, infecções do tracto urinário, osteomielite, infecções oculares e endocardite ., Devido à grande variedade de doenças causas de Serratia marcescens, não há um sintoma determinante ou fonte de origem. Os biofilmes produzidos são geralmente patogénicos no organismo . também, como mencionado na estrutura celular, a camada de LPS é ligada à membrana externa da bateria Gram negativa. O LPS atua como uma endotoxina (um componente celular que é inofensivo enquanto o patógeno permanece intacto). A libertação de LPS estimularia excessivamente as defesas do hospedeiro e faria com que sofressem um choque endotóxico letal ., A presença de LPS, portanto, torna difícil matar Serratia marcescens sem causar a morte das células do hospedeiro.alguns antibióticos provaram ser eficazes contra os Serratia marcescens são os antibióticos beta-lactâmicos antipomonais, que matam as bactérias inibindo a síntese da parede celular. Embora tenham sido desenvolvidos e usados para matar pseudomonas, eles também provaram ser eficazes contra Serratia marcescens e outras bactérias gram negativas intimamente relacionadas. Parte da natureza problemática deste organismo é a sua capacidade de colonizar qualquer superfície., Por exemplo, Serratia marcescens foi identificado como o organismo mais comum encontrado em raspagens da córnea e lentes de contato . Verificou-se, no entanto, que o poliquatério-1 (um biocida utilizado comercialmente numa solução de desinfecção de lentes de contacto) é activo contra a membrana citoplasmática de Serratia marcescens .os factores r
os factores R
s. marcescens contêm estes factores R que são um tipo específico de plasmídeo que transporta um ou mais genes que conferem resistência a diferentes tipos de agentes antimicrobianos.,A contribuição dos factores-R para a resistência da Serratia a vários medicamentos já foi estudada em 1969. Este estudo descobriu que de 22 estriões resistentes múltiplas, 21 foram capazes de transferir alguma forma de sua resistência a outros. Este estudo também demonstrou que a resistência ao fármaco era muito mais prevalente em Serratia do que em qualquer outro membro isolado das Enterobacteriaceae., Verificou-se também que não só os factores-R mediavam a resistência aos medicamentos às estirpes que outrora eram susceptíveis a certos medicamentos, como conferiam ainda mais resistência adicional aos medicamentos aos quais as estirpes já eram anteriormente resistentes . Desde então, outros experimentos concluíram que o sistema de transferência de fatores R em Serratia marcescens pode ser sensível à temperatura e mais provável de ocorrer entre os organismos que são encontrados para ser filogeneticamente mais intimamente relacionados.Bombas de efluxo não só S., os marcescens têm factores R que codificam genes para uma determinada resistência a medicamentos, mas também contêm bombas de efluxo sofisticadas que removem ainda mais toxinas que podem ser fatais para o microorganismo. Especificamente, a SdeXY foi a primeira bomba de efluxo multi-drogas pertencente à família RND (Resistance-Nodulation-Cell Division)encontrada em S. marcescens. O gene SdeY é um membro da família RND, enquanto o SdeX é um membro da membrana proteínas de fusão., Quando funcionam correctamente (não mutadas), estas proteínas reduzem a susceptibilidade do organismo à eritromicina, tetraciclina, norfloxacina, cloreto de benzalcónio, brometo de etídio, acriflavina e rodamina 6G (referência 4). Outras bombas de efluxo também foram categorizadas, como a bomba SdeAB RND e a bomba SdeCDE RND. O primeiro funciona com uma especificidade de substrato largo e o segundo consiste numa proteína de fusão de membrana (MFP) e em dois transportadores RND diferentes (SdeD e SdeE).
outro tipo de bomba de efluxo multidrug encontrada neste microrganismo é uma bomba de efluxo tipo ABC chamada SmdAB., Tanto os genes SmdA e SmdB devem estar presentes e são necessários para a resistência.
Pesquisa Atual
Um estudo recente sugere que Serratia marcescensost3 produz um romance prodigiosin chamado MAMPDM ((2,2′-dipyrrylmethene))que pode ter um impacto importante no tratamento do câncer. Este pigmento vermelho demonstrou uma actividade citotóxica selectiva nas linhas das células cancerígenas, mas, em contrapartida, revelou uma toxicidade reduzida para as células não malignas. Eles chegaram à conclusão de que Serratia marcescensost3 pode em um momento ser usado como uma fonte para desenvolver um composto anti-câncer .,outro estudo sugere que a estirpe NCTC 10211 de Serratia marcescens pode servir como probiótica na inibição do crescimento de H. pylori, o agente causador das úlceras gástricas . Ao examinar várias espécies e estirpes de bactérias diferentes, a estirpe NCTC 10211 de Serratia marcescens revelou zonas de inibição marcante quando inoculada com diferentes estirpes de Hp.Os componentes e/ou mecanismos envolvidos na inibição da proliferação de Hp ainda não estão bem compreendidos. É necessária mais investigação para isolar e caracterizar as substâncias inibitórias de modo a que possam ser utilizadas para a terapia Hp., Não está claro se Serratia marcescens tem atividade bactericidial ou se promove mudanças na fisiologia e morfologia do Hp.Serratia marcescens tem uma capacidade única de produzir enzimas extracelulares (28). Várias destas enzimas demonstraram ter a capacidade de degradar a quitina, uma substância que compreende principalmente paredes celulares fúngicas (28). Estas enzimas quitinolíticas poderiam ter possíveis usos industriais e agrícolas, tais como a introdução destes genes para enzimas de degradação do quitina em culturas, bem como bactérias fermativas (28)., Uma investigação mais aprofundada sobre a modificação proteica das sequências de nucleótidos permitiria uma melhor expressão dos genes produtores de quitina, proporcionando assim um mecanismo de protecção para vegetais susceptíveis e bactérias fermativas contra infecções fúngicas (28).1.amh10. “Serratia Marcescens.”MicrobLog.com. 4 De Agosto De 2006. 7 Nov. 2008. © 2008 <http://microblog.me.uk/89>
6.Codling Caroline, Brian V. Jones, Eshwar Mahenthiralingam, A. Denver Russell e Jean-Yves Maillard., “Identification of genes involved in the susceptibility of Serratia marcescens to polyquaternium-1.”Journal of Antimicrobial Chemiation (2004) 54, 370-375
7.”Excerpt from Serratia.”Emedicine.com. 19 Nov. 2008. © 1996-2006 pela WebMD <http://www.emedicine.com/med/byname/serratia.htm>
10.”Serratia Marcescens Bacteria.”serratia-marcescens.org. 9 Nov. 2008. <http://www.serratia-marcescens.org/>
12.Salisbury, Willaiam e Joseph Liko. Hidrólise da caseína: uma ajuda diferencial para a identificação de Serratia marcescens. J. clin. Caminho.,, 1972, 25, 1083-1085
14.”Serratia marcescens.”Wikipedia.org. 24 Out. 2008. 19 Nov. 2008. <http://en.wikipedia.org/wiki/Serratia_marcescens>
15.Schlegel, Hans. Microbiologia Geral. © Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1992. pp. 88.16.Shapiro, James e Martin Dworkin. Bactérias como organismos multicelulares. © 1997 by Oxford University Press, Inc. pp. 210
17.Simurda, Maryanne. “Department of Biology Faculty and Research.”9 Nov. 2008. <;
18.Slonczewski, Joan e John Foster., Microbiologia: An Developing Science. © 2009 W. W. Norton & Company, Inc. pp. 91, 488
20.Yuko Tanaka, Junko Yuasa, Masahiro Baba, Taichiro Tanikawa, Yoji Nakagawa e Tohey Matsuyama. “Temperature-Dependent Bacteriostatic Activity of Serratia marcescens”. Microb. Ambiente.. Volume. 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 Factor mediado Resistência a antibióticos em Serratia marcescens. Agentes Antimicrobia E ChemoTheraphy. Vol 10. Não., 1 July 1976 p 123-127.24. Belgica, Sanela e Elizabeth A. Worobec. “Characterization of the Serratia marcescens SdeCDE multidrug efflux pump studied via gene knockout mutagenesis”. Department of Microbiology, University of Manitoba, Winnipeg, MB R3T 2N2, Canada.25. Taira Matsuo, Jing Chen, Yusuke Minato, Wakano Ogawa, Tohru Mizushima, Teruo Kuroda, e Tomofusa Tsuchiya. “SmdAB, a Heterodimeric ABC-Type Multidrug Efflux Pump, in Serratia marcescens. Journal of Bacteriology, Jan.2008 p. 648-654.27. R. Krausse, K. Piening, U. Ullman., “Inhibitory effects of various micro-organisms on the growth of Heliobacter pylori. Letter in Applied Mirobiology 2005, 40, 81-86.28. Hejazi, A., and Falkiner, F. R. “Serratia marcescens” Journal of Medical Microbiology, 1997. Volume 46. P. 903-912.Edited by Irina Mashenko and Abrehet Tesfamicael students of M Glogowski at Loyola University 1 – http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC87738/
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