Vi khuẩn là gì? Các công bố khoa học về Vi khuẩn
Vi khuẩn, còn được gọi là vi trùng, là một loại vi sinh vật thuộc về ngành vi sinh học. Chúng là các tế bào nhỏ nhất và đơn celled không có hệ thống tế bào phức...
Vi khuẩn, còn được gọi là vi trùng, là một loại vi sinh vật thuộc về ngành vi sinh học. Chúng là các tế bào nhỏ nhất và đơn celled không có hệ thống tế bào phức tạp như tế bào của các sinh vật khác như động vật và thực vật. Vi khuẩn tồn tại ở mọi môi trường trên trái đất, từ đất và nước cho đến không khí và trong cơ thể các sinh vật khác như người. Một số vi khuẩn có lợi và không gây hại cho con người, trong khi một số khác có thể gây bệnh. Vi khuẩn cũng có tác dụng quan trọng trong hệ sinh thái ở vai trò như phân giải chất hữu cơ, thực hiện quá trình quang hợp, và cung cấp dưỡng chất cho các cơ thể sống khác.
Vi khuẩn là những vi sinh vật unicellular, có kích thước nhỏ hơn so với các tế bào của động vật và thực vật. Chúng có một cấu trúc tế bào đơn giản, bao gồm một màng tế bào bền vững bao quanh nội tạng tế bào và một vùng tiền sinh thùy chứa DNA. Vi khuẩn không có hình dạng cố định và có thể có hình vuông, hình cầu, hình trụ, gai hoặc dạng xoắn.
Vi khuẩn có thể tồn tại ở mọi môi trường trên trái đất, từ đất, nước, không khí cho đến đường ruột của các sinh vật. Chúng có vai trò quan trọng trong chu trình chất và năng lượng và tham gia vào các quá trình sinh học quan trọng như quang hợp, phân giải chất hữu cơ và cung cấp dưỡng chất.
Một số loại vi khuẩn có lợi cho con người và các sinh vật khác. Ví dụ, vi khuẩn thuộc nhóm vi khuẩn đường ruột giúp tiêu hóa và hấp thụ chất dinh dưỡng trong cơ thể của chúng ta. Ngoài ra, vi khuẩn cũng được sử dụng trong các quá trình công nghiệp như sản xuất thực phẩm lên men và thuốc kháng sinh.
Tuy nhiên, một số vi khuẩn bị coi là gây bệnh, gây ra các loại nhiễm trùng như sốt rét, đau họng, viêm phổi và bệnh lậu. Chúng có thể được lây truyền thông qua tiếp xúc với nhau, chất thải, thức ăn hoặc nước uống bị nhiễm vi khuẩn.
Để chống lại vi khuẩn gây bệnh, con người đã phát triển các biện pháp phòng ngừa như tiêm chủng, sử dụng thuốc kháng sinh và duy trì vệ sinh cá nhân để giảm tiếp xúc với vi khuẩn gây bệnh.
Vi khuẩn có sự đa dạng về loại hình và các tính chất sinh học. Dựa vào cấu trúc tế bào và tính chất di truyền, vi khuẩn được chia thành hai nhóm chính là vi khuẩn Gram dương và vi khuẩn Gram âm.
Vi khuẩn Gram dương có thành tế bào dày và có một lớp peptidoglycan nằm ngoài màng tế bào. Peptidoglycan là một polymer chứa các đường nối peptide và đường nối đường. Một số ví dụ về vi khuẩn Gram dương bao gồm Staphylococcus và Streptococcus, là các loại vi khuẩn gây bệnh được tìm thấy trong nhiều bệnh như viêm họng, nhiễm trùng da và sốt xuất huyết.
Vi khuẩn Gram âm có thành tế bào mỏng và có hai lớp màng, gồm màng nội và màng ngoại. Màng ngoại chứa lipopolysaccharide (LPS), một chất gây kích thích miễn dịch và có vai trò quan trọng trong cơ chế phản ứng miễn dịch của cơ thể. Một số ví dụ về vi khuẩn Gram âm bao gồm Escherichia coli (E. coli) và Salmonella, các loại vi khuẩn này có thể gây nhiễm trùng ruột, tiêu chảy và viêm nhiễm đường tiết niệu.
Ngoài ra, vi khuẩn còn có thể được phân loại dựa trên cách chúng nhuộm màu bởi chất nhuộm hóa học. Các phương pháp nhuộm màu phổ biến nhất là nhuộm Giemsa và nhuộm Ziehl-Neelsen. Các phân loại theo cách nhuộm màu này giúp xác định các loại vi khuẩn cụ thể và giúp trong quá trình chẩn đoán và điều trị bệnh.
Tính chất sinh học của vi khuẩn cũng rất đa dạng. Một số vi khuẩn là tự sắm chế thực phẩm bằng cách quang hợp hoặc oxi hóa các chất hữu cơ, trong khi các loại khác là vi khuẩn ký sinh trên các sinh vật khác để lấy dưỡng chất. Ngoài ra, vi khuẩn có khả năng sản xuất các enzyme, polyme và các chất hóa học khác có ích trong công nghiệp và y học. Chẳng hạn, vi khuẩn như Escherichia coli và Bacillus subtilis được sử dụng trong quá trình sản xuất các loại enzyme và thuốc kháng sinh.
Tổng quan, vi khuẩn là một nhóm vi sinh vật rất quan trọng và đa dạng trong tự nhiên. Chúng có thể có lợi hoặc gây hại cho con người và các sinh vật khác, và có vai trò quan trọng trong chu trình chất và năng lượng trên Trái đất.
Danh sách công bố khoa học về chủ đề "vi khuẩn":
Dự án Cơ Sở Dữ Liệu Ribosome (RDP) với bộ phân loại Bayesian đơn giản có thể nhanh chóng và chính xác phân loại các trình tự 16S rRNA của vi khuẩn vào hệ thống phân loại cấp cao hơn mới được đề xuất trong
Vi khuẩn bám vào bề mặt và tập hợp lại trong một ma trận polyme giàu nước do chúng tự tổng hợp để tạo thành màng sinh học. Sự hình thành các cộng đồng bám đậu này và khả năng kháng kháng sinh khiến chúng trở thành nguyên nhân gốc rễ của nhiều bệnh nhiễm trùng vi khuẩn dai dẳng và mãn tính. Nghiên cứu về màng sinh học đã tiết lộ các nhóm tế bào biệt hóa, kết cấu với các thuộc tính cộng đồng. Những tiến bộ gần đây trong việc hiểu cơ sở di truyền và phân tử của hành vi cộng đồng vi khuẩn chỉ ra những mục tiêu trị liệu mới có thể cung cấp một giải pháp để kiểm soát nhiễm trùng do màng sinh học.
Chúng tôi giới thiệu một phương pháp mới để tính toán sự khác biệt giữa các cộng đồng vi khuẩn dựa trên thông tin phân giác. Phương pháp này, UniFrac, đo khoảng cách phân giác giữa các tập hợp thuế đóng trong một cây phân giác, thể hiện như một phần của chiều dài nhánh của cây dẫn đến các hậu duệ từ một môi trường này hoặc môi trường khác, nhưng không phải cả hai. UniFrac có thể được sử dụng để xác định xem các cộng đồng có khác biệt đáng kể hay không, để so sánh nhiều cộng đồng cùng một lúc bằng cách sử dụng các kỹ thuật phân nhóm và bố trí, và để đo lường đóng góp tương đối của các yếu tố khác nhau, chẳng hạn như hóa học và địa lý, vào sự tương đồng giữa các mẫu. Chúng tôi chứng minh tính hữu ích của UniFrac bằng cách áp dụng nó vào các thư viện gen 16S rRNA đã được công bố từ các mẫu nuôi cấy và các bản sao môi trường của vi khuẩn trong trầm tích biển, nước và băng. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng (i) các mẫu nuôi cấy từ băng, nước và trầm tích có sự tương đồng với nhau và với các chuỗi bản sao môi trường từ băng biển, nhưng không với các chuỗi bản sao môi trường từ trầm tích và nước; (ii) vị trí địa lý không có mối tương quan mạnh với sự khác biệt của cộng đồng vi khuẩn trong băng và trầm tích từ khu vực Bắc Cực và Nam Cực; và (iii) các cộng đồng vi khuẩn khác nhau giữa nước biển chịu ảnh hưởng đất liền (dù ở vùng cực hay ôn hòa) và nước biển oligotrophic ấm, trong khi những mẫu nước biển riêng lẻ không tương đồng nhiều hơn với nhau so với các mẫu trầm tích hay băng. Những kết quả này minh họa rằng UniFrac cung cấp một cách mới để mô tả các cộng đồng vi khuẩn, sử dụng sự phong phú của các chuỗi rRNA môi trường, và cho phép cái nhìn định lượng về các yếu tố nền tảng phân bố các dòng tộc giữa các môi trường.
Escherichia coli là vi khuẩn không độc hại chủ yếu trong hệ vi sinh vật của ruột người. Tuy nhiên, một số dòng E. coli đã phát triển khả năng gây bệnh ở đường tiêu hóa, đường tiết niệu hoặc hệ thần kinh trung ương ngay cả ở những người khỏe mạnh nhất. Các dòng E. coli gây tiêu chảy có thể được chia thành ít nhất sáu loại khác nhau với các cơ chế gây bệnh đặc trưng tương ứng. Những vi khuẩn này có lẽ đại diện cho nguyên nhân phổ biến nhất gây tiêu chảy ở trẻ em trên toàn thế giới. Nhiều hội chứng lâm sàng khác nhau đi kèm với các nhiễm trùng do các loại E. coli gây tiêu chảy, bao gồm tiêu chảy du lịch (E. coli sinh độc tố ruột), viêm đại tràng xuất huyết và hội chứng urê huyết tán (E. coli sinh độc tố ruột xuất huyết), tiêu chảy kéo dài (E. coli tích tụ trong ruột), và tiêu chảy nước ở trẻ nhỏ (E. coli gây bệnh đường ruột). Bài báo này thảo luận về mức độ hiểu biết hiện tại về bệnh sinh của các dòng E. coli gây tiêu chảy và mô tả cách mà các cơ chế gây bệnh của chúng liên quan đến các biểu hiện lâm sàng, cách tiếp cận chẩn đoán và nghiên cứu dịch tễ học của những mầm bệnh quan trọng này.
Các hệ thống phân loại tham chiếu là rất quan trọng để cung cấp một khung phân loại cho việc giải thích các khảo sát gene đánh dấu và metagenomic, vốn đang tiếp tục phát hiện ra các loài mới với tốc độ đáng kể. Greengenes là một cơ sở dữ liệu gene 16S rRNA toàn bộ chuyên dụng, cung cấp cho người dùng một hệ thống phân loại được chỉnh sửa dựa trên việc suy diễn cây kiểu de novo. Chúng tôi đã phát triển một phương pháp 'phân loại thành cây' để chuyển giao các tên nhóm từ một hệ thống phân loại hiện có sang một hình thái cây, và đã sử dụng nó để áp dụng các hệ thống phân loại Greengenes, Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia (NCBI) và cyanoDB (chỉ dành cho vi khuẩn lam) vào một cây de novo bao gồm 408.315 chuỗi. Chúng tôi cũng đã bao gồm thông tin cấp bậc rõ ràng do hệ thống phân loại NCBI cung cấp cho các tên nhóm (bằng cách tiền tố các chỉ định cấp bậc) nhằm cải thiện định hướng người dùng và tính nhất quán trong phân loại. Hệ thống phân loại hợp nhất mà chúng tôi tạo ra đã cải thiện phân loại của 75% các chuỗi theo một hoặc nhiều cấp bậc so với hệ thống phân loại NCBI gốc, với những cải tiến rõ ràng nhất xảy ra ở các chuỗi môi trường bị phân loại thấp. Chúng tôi cũng đã đánh giá các bộ phận (nhóm) ứng cử viên hiện được xác định bởi NCBI và trình bày các khuyến nghị để hợp nhất 34 nhóm có tên gọi trùng lặp. Tất cả các kết quả trung gian từ quy trình, bao gồm suy diễn cây, jackknifing và chuyển giao một hệ thống phân loại cho một cây nhận (tax2tree) đều có sẵn để tải xuống. Hệ thống phân loại Greengenes được cải thiện này nên cung cấp cơ sở hạ tầng quan trọng cho nhiều dự án megasequencing nghiên cứu các hệ sinh thái trên các quy mô từ cơ thể của chúng ta (Dự án Vi sinh vật Người) đến toàn bộ hành tinh (Dự án Vi sinh vật Địa cầu). Việc triển khai phần mềm có thể được lấy từ http://sourceforge.net/projects/tax2tree/.
Màng lọc Nuclepore polycarbonate có ưu thế hơn màng lọc cellulose trong việc đếm trực tiếp vi khuẩn vì chúng có kích thước lỗ đồng nhất và bề mặt phẳng giữ tất cả vi khuẩn ở trên bề mặt màng. Trong khi màng lọc cellulose cũng giữ tất cả vi khuẩn, nhiều vi khuẩn bị lọt vào bên trong màng, nơi không thể đếm được. Trước khi sử dụng, màng lọc Nuclepore phải được nhuộm màu với irgalan black để loại bỏ hiện tượng tự phát huỳnh quang. Số lượng vi khuẩn đếm được trực tiếp trong nước hồ và nước biển cao gấp đôi khi sử dụng màng Nuclepore so với màng lọc cellulose.
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 10