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., A fost descoperit în 1819 de Bartolomeo Bizio în Padova, Italia. Bizio a numit genul Serratia în onoarea și fizicianul Italian numit Serratia, și a ales marcescens pentru numele speciei după cuvântul Latin pentru degradare . Serratia marcescens a fost considerată pentru prima dată inofensivă (nepatogenă). Datorită capacității sale de a produce pigmentare roșie, a fost folosit pentru prima dată în 1906 ca marker pentru a urmări activitatea sau transmiterea bacteriană . Abia mai târziu, în anii 1950, guvernul american a experimentat Serratia marcescens și efectele dăunătoare pe care bacteriile le provoacă au fost dezvăluite., Un studiu folosind Serratia marcescens a fost realizat pentru a determina posibilitatea ca armele biologice să fie transmise de curentul eolian. În faimoasa „operațiunea Sea Spray”, armata americană a umplut baloane cu Serratia marcescens și le-a explodat peste San Fransisco. Serratia marcescens a fost aleasă deoarece a fost ușor urmărită datorită producției sale de pigment. Cu toate acestea, a existat o creștere a numărului de infecții ale pneumoniei și ale tractului urinar raportate în regiune la scurt timp după efectuarea experimentului ., Deși Serratia marcescens a fost clasificată ca agent patogen uman în anii 1960, Omul de știință a folosit-o încă ca trasor bacterian în anii 1970 .în mod optim, Serratia marcescens crește la 37°C, dar poate crește la temperaturi cuprinse între 5-40°C. Ele cresc în niveluri de pH care variază de la 5 la 9 . Serratia marcescens este bine cunoscută pentru pigmentarea roșie pe care o produce numită prodigiosin. Prodigiosinul este alcătuit din trei inele de pirol și nu este produs la 37°C, ci la temperaturi sub 30°C., Producția de pigment roșu nu este prezentă în toate tulpinile, ci în cele care sunt prezente, se poate asemăna cu sângele . Acest lucru și faptul că Serratia marcescens, de obicei, creste pe pâine și ostii stocate în locuri umede, a determinat oamenii de stiinta sa sugereze Serratia contaminare ca o posibilă explicație pentru transsubstanțierii miracole (transformarea pâinii în trupul și sângele lui Hristos). De exemplu, povestea miracolului de la Bolsena afirmă că, în 1263, un preot cu îndoieli cu privire la prezența lui Hristos în gazda consacrată a prezidat o Liturghie în Bazilica Bolsena., După ce a rostit cuvintele consacrării, sângele a început să picure din gazda consacrată pe mâini și pe altar . Acest eveniment a fost descris de Raphael pe zidurile Vaticanului .
Structura Genomului
genomul Serratia marcescens tulpina Db11 fost ordonate de către Institutul Sanger cu collaboaration de Dr. Jonathan Ewbank de Centrul d’Immunologie de Marseille Luminy. Genomul completat constă dintr-un singur cromozom circular de 5.113.802 bp care conține un conținut G+C de 59,51% .,
structura și metabolismul celulelor
Serratia marcescens este scurtă și în formă de tijă. Este un anaerob facultativ, ceea ce înseamnă că poate crește fie în prezența oxigenului (aerobic), fie în absența oxigenului (anaerob). În primul rând, folosește fermentația ca mijloc de colectare a energiei și are enzime (superoxid dismutază, catalază sau peroxizi) care o protejează de speciile reactive de oxigen, permițându-i să trăiască în medii oxigenate. Serratia marcescens este o bacterie gram-negativă., Bacteriile Gram negative au un perete celular subțire format dintr-un singur strat de peptidoglican care este închis de o membrană exterioară. Membrana exterioară are lipopolizaharide (LPS), care sunt un tip special de fosfolipid compus din acizi grași care sunt atașați la un dimer fosfat de glucozamină. O glucozamină este apoi atașată la o polizaharidă de bază care se extinde la polizaharidele O. Membrana exterioară servește, de asemenea, ca mijloc de reglare a absorbției nutrienților și a excluderii toxinelor. Porii și transportorii proteici găsiți în straturile de plic variază în selectivitate .,Serratia marcescens este motilă și călătorește prin mai multe mijloace diferite. O singură bacterie Serratia marcescens poate înota cu ajutorul flagelului său . Ca grup, ele se pot roti împreună pe agar cu concentrații mai mici (0 .5-0.8%) . Celulele swarmer pot varia în lungime de la 5-30 µm și sunt foarte flagelate și neseptate. Serratia marcescens are aproximativ 100-1000 de flageli pe celulă de înotător . Serratia marcescens poate forma, de asemenea, un biofilm (structură complexă din Matrix mucilaginos secretatpentru a forma un strat de protecție în care sunt învelite ).,hidroliza cazeinei nu este o trăsătură comună și, prin urmare, este utilă în diferențierea Serratia marcescens din cele 438 de tulpini de familii Enterobacteriaceae și Pseudomonadaceae . Serratia marcescens are capacitatea reproductibilă de a descompune cazeina producând o curățare pe plăcile de agar de lapte. Cazeina este o proteină precipitată din lapte care formează baza brânzei și a anumitor materiale plastice . Serratia marcescens utilizează enzime extracelulare numite proteaze pentru a descompune legăturile peptidice (CO-NH) în cazeină ., În mod similar, o enzimă extracelulară numită gelatinază descompune gelatina, o proteină incompletă care nu are triptofan. Hidroliza gelatinei transformă proteina în aminoacizi individuali și o determină să se lichefieze în condiții reci (sub 25 °C) atunci când altfel ar fi solidă .există și alte teste biochimice care ajută la identificarea Serratiei marcescens în laborator. Este negativ pentru testul roșu de metil datorită producției lor de 2, 3 – butandiol și etanol, dar pozitiv pentru testul Voges-Proskauer, care arată capacitatea organismului de a converti piruvatul în acetoină ., Serratia marcescens este negativă pentru producția de acid pe lactoză, dar fermentația pozitivă a glucozei și a zaharozei (cu producție de gaze). Testele cu nitrați sunt pozitive, deoarece nitratul este utilizat în general ca acceptor final de electroni, mai degrabă decât oxigen . Citratul (test pozitiv) este utilizat de Serratia marcescens pentru a produce acid piruvic. Este pozitiv pentru decarboxilază, care este îndepărtarea unei grupări carboxil dintr-un aminoacid, producând o amină și dioxid de carbon.Pigmentarea roșie (prodigiosin) pentru care este cunoscută Serratia marcescens poate fi un factor distinctiv, dar este prezentă doar la unele tulpini., Nu se știe exact de ce este acest lucru, dar se presupune că este un produs genetic bine reglementat. Prodigiosin poate declanșa un organism sistemul imunitar (anticorpii și celulele T), astfel încât este posibil ca Serratia marcescens care trăiesc într-un corp uman va limita prodigiosin sinteză și, prin urmare, a scăpa de detectare de sistemul imunitar al gazdei. Multe tulpini par să fi pierdut capacitatea de a le produce deloc.
Ecologie
Serratia marcescens este omniprezentă. Se găsește frecvent în sol, apă, plante și animale., Este prezent pe scară largă în apa nepotabilă în țările subdezvoltate din cauza clorinării slabe. Acest microorganism este un agent comun responsabil pentru contaminarea plăcilor Petri în laboratoare și se găsește, de asemenea, să crească pe pâine . Deși S. marcescens este un microorganism patogen, este doar așa cu persoanele imunocompromise, cum ar fi cele găsite în spitale unde au loc multe dintre infecțiile documentate., Modul de transmitere a acestui microorganism este fie prin contact direct,fie prin catetere, picături, soluții de irigare salină și alte soluții despre care se crede că sunt sterile .Serratia marcescens este un agent patogen oportunist care provoacă infecții nosocomiale. Este rezistent la multe antibiotice utilizate în mod tradițional pentru tratarea infecțiilor bacteriene, cum ar fi penicilina și ampicilina ., Acest lucru se datorează tuturor caracteristicilor Serratia marcescens; membrană unică (LPS) ca bacterii Gram-negative, capacitatea de a supraviețui în condiții aerobe și anaerobe și motilitatea acesteia . Majoritatea tulpinilor sunt rezistente la mai multe antibiotice datorită prezenței factorilor R (gene care codifică rezistența la antibiotice) pe plasmide .Există multe boli care sunt asociate cu Serratia marcescens: sepsis, bacteremie, meningită și abcese cerebrale, infecții ale tractului urinar, osteomielită, infecții oculare și endocardită ., Datorită gamei largi de boli cauzate de Serratia marcescens, nu există un simptom determinant sau o sursă de origine. Biofilmele produse sunt în general patogene în organism . de asemenea, așa cum se menționează în structura celulară, stratul LPS este atașat la membrana exterioară a bateriei Gram negative. LPS acționează ca o endotoxină (o componentă celulară care este inofensivă atâta timp cât agentul patogen rămâne intact). Eliberarea LP-urilor ar stimula excesiv apărarea gazdei și le-ar determina să sufere un șoc endotoxic letal ., Prin urmare, prezența LPS face dificilă uciderea Serratiei marcescens fără a provoca moartea celulelor gazdei.unele dintre antibiotice s-au dovedit a fi eficiente împotriva Serratia marcescens sunt antibioticele beta-lactamice antipseudomonale, care ucid bacteriile prin inhibarea sintezei peretelui celular. Deși au fost dezvoltate și folosite pentru a ucide pseudomonas, ele s-au dovedit, de asemenea, eficiente împotriva Serratia marcescens și a altor bacterii Gram-negative strâns legate. O parte din natura problematică a acestui organism este capacitatea sa de a coloniza orice suprafață., De exemplu, Serratia marcescens a fost identificată ca fiind cel mai frecvent organism găsit atât în ștergătoarele corneene, cât și în lentilele de contact . S-a constatat însă că polyquaternium-1 (un biocid utilizat comercial într-o soluție de dezinfectare a lentilelor de contact) este activ împotriva membranei citoplasmatice a Serratia marcescens .
R-factori
S. marcescens conțin aceste R-factori care sunt o anumite tipuri de plasmide desfășoară una sau mai multe gene care conferă rezistență la diferite tipuri de agenți antimicrobieni.,Contribuția factorilor R la rezistența Serratiei la diferite medicamente a fost studiată încă din 1969. Acest studiu a constatat că din 22 de strieni rezistenți multipli, 21 au reușit să transfere o formă de rezistență la alții. Acest studiu a demonstrat, de asemenea, că rezistența la medicamente a fost mult mai răspândită în Serratia decât în orice alt membru izolat în mod obișnuit al Enterobacteriaceae., S-a constatat, de asemenea, că nu numai că factorii R mediază rezistența la medicamente la tulpinile care au fost odată sensibile la anumite medicamente, dar au conferit în continuare rezistență suplimentară la medicamente la care tulpinile erau deja rezistente anterior . De atunci, alte experimente au ajuns la concluzia că sistemul de transfer al factorilor R în Serratia marcescens poate fi sensibil la temperatură și mai probabil să apară între acele organisme care se dovedesc a fi mai strâns legate filogenetic.
pompe de eflux
nu numai S., marcescens au factori R care codifică genele pentru o anumită rezistență la medicamente, dar conține, de asemenea, pompe sofisticate de eflux care elimină în continuare toxinele care pot fi fatale pentru microorganism. În mod special, SdeXY a fost primul multidrog pompei de eflux aparținând RND (Rezistență-Nodulare-Diviziunea Celulară)familia a fost găsit în S. marcescens. Gena SdeY se dovedește a fi un membru al familiei RND, în timp ce SdeX este un membru al proteinelor de fuziune a membranei., Atunci când funcționează corect (unmutated), aceste proteine reduce susceptibilitatea organismului la eritromicină, tetraciclină, norfloxacin, clorura, bromura de etil, acriflavine, și rodamina 6G (referinta 4). Alte pompe de eflux au fost, de asemenea, clasificate, cum ar fi pompa SdeAB RND și pompa SdeCDE Rnd. Primele funcții cu o specificitate largă a substratului, iar cea de-a doua constă dintr-o proteină de fuziune a membranei (MFP)și doi transportori RND diferiți (SdeD și SdeE). un alt tip de pompă de eflux multidrog Găsită în acest microorganism este o pompă de eflux de tip ABC numită SmdAB., Atât genele SmdA cât și SmdB trebuie să fie prezente și sunt necesare pentru rezistență.
Curent de Cercetare
Un studiu recent sugerează că Serratia marcescensost3 produce un roman prodigiosin numit MAMPDM ((2,2′-dipyrrylmethene))care ar putea avea un impact important asupra tratamentului cancerului. Acest pigment roșu a demonstrat o activitate citotoxică selectivă în liniile celulare canceroase, dar, în contrast, a evidențiat o toxicitate redusă pentru celulele non maligne. Ei au ajuns la concluzia că Serratia marcescensost3 poate fi folosit într-o singură dată ca sursă pentru a dezvolta un compus anti-cancer .,
un Alt studiu sugerează că Serratia marcescens tulpina NCTC 10211 poate servi ca un probiotic în inhibarea creșterii de H. pylori, agentul cauzator de ulcere gastrice . La examinarea mai multor specii și tulpini de bacterii diferite, Serratia marcescens tulpina NCTC 10211 a evidențiat zone de inhibiție izbitoare atunci când a fost inoculat cu diferite tulpini Hp.Componentele și / sau mecanismul implicat în inhibarea proliferării Hp nu sunt încă bine înțelese. Sunt necesare cercetări suplimentare pentru a izola și caracteriza substanțele inhibitoare, astfel încât acestea să poată fi utilizate pentru terapia Hp., Este în mare măsură neclar dacă Serratia marcescens are activitate bactericidă sau dacă promovează schimbări în fiziologia și morfologia Hp.Serratia marcescens are o capacitate unică de a produce enzime extracelulare (28). S-a demonstrat că mai multe astfel de enzime au capacitatea de a degrada chitina, o substanță care cuprinde în principal pereții celulelor fungice (28). Aceste enzime chitinolitice ar putea avea posibile utilizări industriale și agricole, cum ar fi introducerea acestor gene pentru enzimele degradante ale chitinei în culturi, precum și bacteriile fermentative (28)., Cercetările ulterioare privind modificarea proteinelor secvențelor nucleotidice ar permite o expresie îmbunătățită a genelor producătoare de chitină, oferind astfel un mecanism de protecție pentru plantele sensibile și bacteriile fermentative împotriva infecțiilor fungice (28).
1.am10. „Serratia Marcescens.”MicrobLog.com. 4 August 2006. 7 Nov. 2008. © 2008 <http://microblog.me.uk/89>
6.Viermele merelor Caroline, Brian V. Jones, Eshwar Mahenthiralingam, A. Denver Russell și Jean-Yves Maillard., „Identificarea genelor implicate în susceptibilitatea Serratia marcescens la polyquaternium-1.”Journal of antimicrobian Chemotherapy (2004)54, 370-375
7.”Extras din Serratia.”Emedicine.com. 19 Nov. 2008. © 1996-2006 de 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 și Joseph Likos. Hidroliza cazeinei: un ajutor diferențial pentru identificarea Serratia marcescens. J. clin. Cale.,, 1972, 25, 1083-1085
14.”Serratia marcescens.”Wikipedia.org. 24 Oct. 2008. 19 Nov. 2008. <http://en.wikipedia.org/wiki/Serratia_marcescens>
15.Schlegel, Hans. Microbiologie Generală. © Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1992. punctul 88.
16.Shapiro, James și Martin Dworkin. Bacteriile ca organisme multicelulare. © 1997 de Oxford University Press, Inc. p. 210
17.Simurda, Maryanne. „Departamentul de Biologie Facultatea și cercetare.”9 Nov . 2008. <http://biology.wlu.edu/simurda.htm>
18.Slonczewski, Joan și John Foster., Microbiologie: O Știință În Evoluție. © 2009 W. W. Norton & Companiei, Inc. 91, 488
20.Yuko Tanaka, Junko Yuasa, Masahiro Baba, Taichiro Tanikawa, Yoji Nakagawa și Tohey Matsuyama. „Activitatea bacteriostatică dependentă de temperatură a Serratiei 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, Grace Thorne, Edmund Farrar. „Factorul R a mediat rezistența la antibiotice în Serratia marcescens. Agenți Antimicrobia Și Chimioterapia. Vol 10. Nu., 1 iulie 1976 p 123-127.
24. Belgic, Sanela și Elizabeth A. Worobec. „Caracterizarea pompei de eflux multidrog Serratia marcescens SdeCDE studiată prin mutageneză genică knockout”. Departamentul de Microbiologie, Universitatea din Manitoba, Winnipeg, MB R3T 2N2, Canada.
25. Taira Matsuo, Jing Chen, Yusuke Minato, Wakano Ogawa, Tohru Mizushima, Teruo Kuroda și Tomofusa Tsuchiya. „SmdAB, o pompă de eflux multidrog HETERODIMERICĂ de tip ABC, în Serratia marcescens. Jurnalul de Bacteriologie, Jan.2008 p.648-654.
27. R Krausse, K. Piening, U. Ullman., „Efectele inhibitoare ale diferitelor microorganisme asupra creșterii Heliobacter pylori. Scrisoare în Mirobiologie aplicată 2005, 40, 81-86.
28. Hejazi, A., și Falkiner, F. R. „Serratia marcescens” Jurnalul de Microbiologie medicală, 1997. Volumul 46. p. 903-912.
Editate de Irina Mashenko și Abrehet Tesfamicael elevii de M Glogowski la Universitatea Loyola 1- http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC87738/
Leave a Reply