Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Chiến lược chống bám mới của san hô mềm sống và chết (Sarcophyton trocheliophorum): Cơ chế vật lý và hóa học phối hợp
Tóm tắt
Hiện nay, nghiên cứu về khả năng chống bám sinh học chủ yếu tập trung vào các sinh vật biển di chuyển nhanh, nhưng hiệu quả chống bám của thiết bị biển hoạt động chậm hoặc tĩnh không rõ ràng. Bài báo này mô tả cơ chế chống bám của san hô mềm (Sarcophyton trocheliophorum), bao gồm cơ chế phòng thủ vật lý và khả năng diệt khuẩn của chất nhầy và bột san hô. Là một sinh vật cố định, san hô mềm thiếu cơ chế thoát khỏi kẻ thù. Do đó, nghiên cứu về chiến lược kháng khuẩn của nó là có ý nghĩa quan trọng vì có thể cung cấp hướng dẫn lý thuyết cho việc chống bám tĩnh. Kết quả cho thấy rằng san hô mềm sống sẽ lột xác trong môi trường không thân thiện, và chất nhầy tiết ra có thể tự bảo vệ trước vi sinh vật gây bám. Sau đó, phân tích sắc ký lỏng-khối phổ (LC-MS) được tiến hành để xác định các hợp chất hoạt tính sinh học trong bột và chất nhầy san hô. Kết quả cho thấy rằng cả bột và chất nhầy đều chứa một loạt các thành phần độc hại, có tác dụng diệt khuẩn. Hơn nữa, với cùng một nồng độ, tác động ức chế của các thành phần chính đối với vi khuẩn Gram âm mạnh hơn so với vi khuẩn Gram dương. Những phát hiện này nâng cao hiểu biết về cơ chế chống bám của san hô mềm và cung cấp ý tưởng mới cho việc thiết kế và chuẩn bị chiến lược chống bám hoàn toàn mới để chống lại bám sinh học trong điều kiện tĩnh.
Từ khóa
#chống bám #san hô mềm #Sarcophyton trocheliophorum #cơ chế phòng thủ #vi khuẩn #sinh vật biển #diệt khuẩn #bám sinh họcTài liệu tham khảo
Yebra D M, Kiil S, Dam-Johansen K. Antifouling technology — Past, present and future steps towards efficient and environmentally friendly antifouling coatings. Progress in Organic Coatings, 2004, 50, 75–104.
Axel R, Ren S S, Jürgen K H, Michael G. The role of “inert” surface chemistry in marine biofouling prevention. Physical Chemistry Chemical Physics, 2010, 12, 4275–4286.
Callow J A, Callow M E. Trends in the development of environmentally friendly fouling-resistant marine coatings. Nature Communications, 2011, 2, 244–254.
Ke S, Yang H, Wei X, An H, Zhu D H, Liu W W, Adeyemi K, Yu C. Anti-biofouling superhydrophobic surface fabricated by picosecond laser texturing of stainless steel. Applied Surface Science, 2018, 436, 263–267.
Coutts A D M, Valentine J P, Edgar G J, Adam D, Bella B W. Removing vessels from the water for biofouling treatment has the potential to introduce mobile non-indigenous marine species. Marine Pollution Bulletin, 2010, 60, 1533–1540.
Huang C W, Guo Z G. Fabrications and applications of slippery liquid-infused porous surfaces inspired from nature: A review. Journal of Bionic Engineering, 2019, 16, 769–793.
Carman M L, Estes T G, Feinberg A W, Schumacher J F, Wilkerson W, Wilson L H, Callow M E, Callow J A, Brennan A B. Engineered antifouling microtopographies — Correlating wettability with cell attachment. Biofouling, 2006, 22, 11–21.
Scardino A J, Nys R D. Biomimetic models and bioinspired surfaces for fouling control. Biofouling, 2011, 27, 73–86.
Bixler G D, Theiss A, Bhushan B, Lee S C. Anti-fouling properties of microstructured surfaces bio-inspired by rice leaves and butterfly wings. Journal of Colloid and Interface Science, 2014, 419, 114–133.
Zheng J, Song W, Huang H, Chen H. Protein adsorption and cell adhesion on polyurethane/Pluronic (R) surface with lotus leaf-like topography. Colloids and Surfaces B, 2010, 77, 234–239.
Bers A V, Wahl M. The influence of natural surface microtopographies on fouling. Biofouling, 2004, 20, 43–51.
Salta M, Wharton J A, Stoodley P, Dennington S P, Goodes L R, Werwinski S, Mart U, Wood R J, Stokes K R. Designing biomimetic antifouling surfaces. Philosophical Transactions of the Royal Society A, 2010, 368, 4729–4754.
Magin C M, Cooper S P, Brennan A B. Non-toxic antifouling strategies. Materials Today, 2010, 13, 36–44.
Gangadoo S, Hellio C, Power A, Chandra S, Watson G, Watson J, Green D W, Chapman J. Biomimetics for early stage biofouling prevention: Templates from insect cuticles. Journal of Materials Chemistry B, 2016, 4, 5747–5754.
Brady R F. No more tin: What now for fouling control? Journal of Protective Coatings & Linings, 2000, 17, 42–48.
Sang V T, Dat T T H, Vinh L B, Cuong L C V, Oanh P T T, Ha H Y, Kim H, Anh H L T, Yang S Y. Coral and coral-associated microorganisms: A prolific source of potential bioactive natural products. Marine Drugs, 2019, 17, 468–514.
Bing W, Sun H J, Wang F M, Song Y Q, Ren J S. Hydrogen-producing hyperthermophilic bacteria synthesized size-controllable fine gold nanoparticles with excellence for eradicating bofilm and antibacterial applications. Journal of Materials Chemistry B, 2018, 6, 4602–4609.
Jorge A, Sandra P, Tiago R, Jeffrey E P, Ancy T, Stefan C, Alexandre C, Vitor V, Joana R A. A multi-bioassay integrated approach to assess the antifouling potential of the Cyanobacterial metabolites portoamides. Marine Drugs, 2019, 17, 411–430
Standing J D, Hooper I R, Costlow J D. Inhibition and induction of barnacle settlement by natural products present in octocorals. Journal of Chemical Ecology, 1984, 10, 823–834.
Slattery M, Mcclintock J B, Heine J N. Chemical defenses in Antarctic Sarcophyton trocheliophorums: Evidence for antifouling compounds. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 1995, 190, 61–77.
Cima F, Ferrari G, Ferreira N G C, Rui J M R, Serôdio J, Loureiro S, Calado R. Preliminary evaluation of the toxic effects of the antifouling biocide Sea-Nine 211™ in the soft coral Sarcophyton cf. glaucum (Octocorallia, Alcyonacea) based on PAM fluorometry and biomarkers. Marine Environmental Research. 2013, 83, 16–22.
Satheesh S, Ba-Akdah M A, Al-Sofyani A A. Natural antifouling compounds production by microbes associated with marine macroorganisms — A review. Electronic Journal of Biotechnology, 2016, 21, 26–35.
Wang J, Su P, Gu Q, Li W D, Guo J L, Qiao W, Feng D Q, Tang S A. Antifouling activity against bryozoan and barnacle by cembrane diterpenes from the Sarcophyton trocheliophorum Sinularia flexibilis. International Biodeterioration & Biodegradation, 2017, 120, 97–103.
Bing W, Tian L M, Wang Y J, Jin H C, Ren L Q, Dong S Y. Bio-inspired non-bactericidal coating used for antibiofouling. Advanced Materials Technologies, 2019, 4, 1800480.
Ducklow H W, Mitchell R. Bacterial populations and adaptations in the mucus layers on living corals. Limnology and Oceanography, 1979, 24, 715–725.
Brown B E, Bythell J C. Perspectives on mucus secretion in reef corals. Marine Ecology Progress Series, 2005, 296, 291–309.
Wild C, Jantzen C, Struck U, Hoegh-Guldberg O, Huettel M. Biogeochemical responses following coral mass spawning on the Great Barrier Reef: Pelagic-benthic coupling. Coral Reefs, 2008, 27, 123–132.
Maya S O, Ariel K. Coral mucus-associated bacteria: A possible first line of defense. FEMS Microbiology Ecology, 2009, 67, 371–380.
Ralf B. Self-cleaning surfaces-virtual realities. Nature Materials, 2003, 2, 301–306.
Annika M, Christoph F, Joachim J. Direct optical density determination of bacterial cultures in microplates for high-throughput screening applications. Enzyme and Microbial Technology, 2018, 118, 1–5.
Mi L, Jiang S Y. Integrated antimicrobial and nonfouling zwitterionic polymers. Angewandte Chemie International Edition, 2014, 53, 1746–1754.
Damodaran V B, Murthy N S. Bio-inspired strategies for designing antifouling biomaterials. Biomaterials Research, 2016, 20, 121–131.
Gowri P S, Meital R. Peptide-based approaches to fight biofouling. Advanced Materials Interfaces, 2018, 5, 1800073.
Chelsea M M, Scott P C, Anthony B B. Non-toxic antifouling strategies. Materials Today, 2010, 13, 36–44.
Lee J, Chae H R, Won Y J, Lee K, Lee C H, Lee H H, Kim I C, Lee J M. Graphene oxide nanoplatelets composite membrane with hydrophilic and antifouling properties for wastewater treatment. Journal of Membrane Science, 2013, 448, 223–230.
Zhang J, Ling W, Yang Z Q, Liang Y, Zhang L Y, Guo C, Wang K L, Zhong B L, Xu S H, Xu Y. Isolation and structure-activity relationship of subergorgic acid and synthesis of its derivatives as antifouling agent. Marine Drugs, 2019, 17, 101–116.