Xạ khuẩn là gì? Các công bố khoa học về Xạ khuẩn

Các vi khuẩn xanh tích trữ dầu có tiềm năng cho phép sản xuất biodiesel quy mô lớn mà không cạnh tranh với đất canh tác hoặc các hệ sinh thái tự nhiên đa dạng. Năng suất lipid cao của những loài vi khuẩn xanh tăng trưởng nhanh tức thời là điều kiện tiên quyết chính cho sản xuất thương mại biodiesel từ dầu vi khuẩn. Tuy nhiên, trong điều kiện tăng trưởng tối ưu, một lượng lớn sinh khối vi khuẩn được sản xuất nhưng với hàm lượng lipid tương đối thấp, trong khi các loài có hàm lượng lipid cao thường phát triển chậm hơn. Những tiến bộ lớn trong lĩnh vực này có thể đạt được thông qua việc kích thích sinh tổng hợp lipid, chẳng hạn như thông qua các tác động căng thẳng môi trường. Lipid, dưới dạng triacylglycerides, thường có chức năng lưu trữ trong tế bào, cho phép vi khuẩn xanh tồn tại trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt. Về cơ bản, sinh khối vi khuẩn và triacylglycerides cạnh tranh với nhau cho chất đồng hóa quang hợp, và việc tái lập các con đường sinh lý là cần thiết để kích thích sinh tổng hợp lipid. Đã có một loạt nghiên cứu được thực hiện để xác định và phát triển các kỹ thuật kích thích lipid hiệu quả trong vi khuẩn xanh như căng thẳng về chất dinh dưỡng (chẳng hạn như thiếu nitrogen và/hoặc phosphorus), căng thẳng thẩm thấu, bức xạ, pH, nhiệt độ, kim loại nặng và các hóa chất khác. Ngoài ra, một số chiến lược di truyền cho việc sản xuất và khả năng kích thích triacylglycerides được phát triển hiện nay. Trong bài tổng quan này, chúng tôi thảo luận về tiềm năng của các kỹ thuật kích thích lipid trong vi khuẩn xanh và cũng ứng dụng của chúng ở quy mô thương mại cho quá trình sản xuất biodiesel.

Một cụm gen tổng hợp carotenoid để sản xuất astaxanthin đã được phân lập từ vi khuẩn biển Agrobacterium aurantiacum. Cụm gen này chứa năm gen carotenogenic có cùng hướng, được chỉ định là crtW, crtZ, crtY, crtI và crtB. Các mã dừng của các gen crt riêng biệt ngoại trừ crtB giao thoa với các mã khởi đầu của các gen crt tiếp theo. Các biến dạng Escherichia coli mang các gen tổng hợp carotenoid của Erwinia uredovora cung cấp các chất nền phù hợp cho quá trình tổng hợp carotenoid. Chức năng của năm gen crt của A. aurantiacum được xác định thông qua các phân tích sắc ký và quang phổ của các sắc tố tích lũy trong một số biến dạng E. coli mang các tổ hợp khác nhau của các gen carotenogenic E. uredovora và A. aurantiacum. Do đó, con đường tổng hợp astaxanthin lần đầu tiên được đề xuất ở cấp độ các gen tổng hợp. Sản phẩm gen crtW và crtZ, có vai trò trung gian trong các phản ứng oxy hóa từ beta-carotene đến astaxanthin, cho thấy tính chuyên đặc vật chất nền thấp. Điều này cho phép sản xuất nhiều trung gian được cho là của astaxanthin, tức là adonixanthin, phoenicoxanthin (adonirubin), canthaxanthin, 3'-hydroxyechinenone và 3-hydroxyechinenone.

Sự xâm thực của rễ bởi vi khuẩn được giới thiệu là một bước quan trọng trong tương tác giữa vi khuẩn có lợi với cây chủ. Những nhà nghiên cứu cố gắng đo lường sự xâm thực của rễ bởi vi khuẩn phải đối mặt với một số vấn đề. Một khái niệm hoặc định nghĩa rõ ràng về sự xâm thực của rễ nên được nêu rõ trong mỗi tóm tắt nghiên cứu, vì đã có nhiều định nghĩa khác nhau được đề xuất. Chúng tôi coi những vi khuẩn xâm thực thực sự là những vi khuẩn xâm thực vào rễ trong điều kiện cạnh tranh, tức là đất tự nhiên tại hiện trường. Các phương pháp xử lý mẫu rễ khác nhau là cần thiết nếu một người chỉ đo lường sự xâm thực bên ngoài của rễ, xâm thực bên trong, hay cả hai. Với thực tế rằng hầu hết các chủng vi khuẩn có lợi hiện đang được nghiên cứu như những nhà xâm thực rễ đều là thành viên của các taxa thường có trong đất, một hệ thống đánh dấu là cần thiết để phân biệt chủng được giới thiệu với các thành viên trong cộng đồng rễ bản địa. Kháng sinh tự phát, các phương pháp miễn dịch và các chuỗi DNA ngoại lai là những hệ thống đánh dấu đã được sử dụng và mỗi hệ thống đều có một số lợi ích và hạn chế nhất định. Cần có thêm nghiên cứu trong việc phát triển và so sánh các hệ thống đánh dấu. Thiết kế thí nghiệm để đo lường sự xâm thực của rễ nên xem xét một số vấn đề thống kê. Cần quyết định cái gì tạo thành đơn vị mẫu cho mỗi lần lặp lại của một điều trị nhất định, ví dụ, toàn bộ hệ thống rễ hoặc các đoạn rễ. Cũng nên xem xét cách tốt nhất để biểu đạt dân số ước tính của các vi khuẩn xâm thực (ví dụ, cfu/g trọng lượng tươi hoặc khô của rễ, cfu/cm rễ, hoặc cfu/diện tích bề mặt của rễ). Phân tích thống kê bằng các bài kiểm tra phân tích phương sai chuẩn nên được sử dụng bất cứ khi nào có thể để phân tách các mức trung bình của các mức độ xâm thực; tuy nhiên, cần xác định rằng các giả định cơ bản của các bài kiểm tra này là chính xác cho mỗi thí nghiệm. Cuối cùng, trong việc định lượng dân số trên rễ, người ta hầu như chắc chắn sẽ gặp phải các lần lặp lại không có vi khuẩn, tức là số không. Có một số lựa chọn về cách tính toán các mức trung bình điều trị khi một hoặc nhiều lần lặp lại là số không, và các tác động của những lựa chọn này đã được thảo luận. Từ khóa: sinh quang học, đánh dấu di truyền, vi khuẩn thúc đẩy tăng trưởng thực vật, vi khuẩn rễ, rễ, sự xâm thực.

Các vết thương nhiễm trùng vẫn luôn là một trong những thách thức lớn trong y học. Trong thập kỷ qua, ngày càng rõ ràng rằng hóa trị liệu kháng khuẩn bị hạn chế bởi sự phát triển của kháng thuốc kháng sinh. May mắn thay, những chất khử trùng mới, hiệu quả cao với phổ kháng khuẩn rộng đã được phát hiện, do đó, điều trị tại chỗ dự kiến sẽ ngày càng trở nên quan trọng trong liệu pháp điều trị vết thương. Bài báo này xem xét tác nhân khử trùng polihexanide (polyhexamethylene biguanide, PHMB), một trong những chất hứa hẹn nhất hiện có hôm nay, từ góc độ lâm sàng, tập trung vào hiệu quả, độ an toàn và ứng dụng lâm sàng.

Burkholderia pseudomallei là một loại vi khuẩn Gram âm, có khả năng sống nửa nội bào, xâm nhập và thoát ra khỏi các tế bào eukaryote nhờ sức mạnh của sự polymer hóa actin. Chúng tôi đã xác định được một protein vi khuẩn (BimA) cần thiết để B. pseudomallei có thể tạo ra đuôi actin. BimA chứa các mô-típ giàu proline và các miền giống WH2, có sự tương đồng giới hạn ở đoạn cuối với adhesin tự tiết của Yersinia YadA. BimA nằm ở đầu cột của tế bào vi khuẩn, nơi diễn ra sự polymer hóa actin, và sự đột biến của bimA đã làm mất khả năng di chuyển dựa trên actin của mầm bệnh trong các tế bào J774.2. Biểu hiện tạm thời của BimA trong các tế bào HeLa đã dẫn đến sự kết tụ F-actin tương tự như khi quá biểu hiện WASP. Sự kết tụ kháng thể qua trung gian của một CD32 chimera, trong đó phần miền bào tương được thay thế bằng BimA, dẫn đến việc định vị chimera tại đầu màng lồi giàu F-actin. Chúng tôi báo cáo rằng protein BimA tinh chế đã cắt bớt có thể liên kết với actin dưới dạng monomer phụ thuộc vào nồng độ trong phép phân tích đồng trầm và rằng BimA kích thích sự polymer hóa actin in vitro mà không phụ thuộc vào phức hợp Arp2/3 của tế bào.

Chúng tôi báo cáo sự đặc trưng của BopE, một protein tiết loại III, được mã hóa gần với locus Burkholderia pseudomallei bsa và có tính đồng dạng với Salmonella enterica SopE/SopE2. Sự bất hoạt của bopE đã làm giảm khả năng xâm nhập của vi khuẩn vào tế bào HeLa, cho thấy rằng BopE thúc đẩy sự xâm lấn. Phù hợp với ý tưởng này, BopE được biểu hiện trong các tế bào nhân thực dẫn đến những biến đổi trong khung xương tế bào dưới vỏ, và BopE tinh khiết cho thấy hoạt tính của yếu tố trao đổi nucleotide guanine đối với Cdc42 và Rac1 trong điều kiện in vitro.

Mục tiêu của nghiên cứu này là xác định nấm men và vi khuẩn sống trên bề mặt lá nho để kiểm soát Botrytis cinerea trên nho. Các nấm men và vi khuẩn đối kháng được phân lập từ hệ thực vật sống trên bề mặt liên quan đến quả nho và lá của giống nho ‘Thompson seedless’ từ các vườn nho ở Iran và được xác định thông qua phân tích trình tự các vùng gen bảo tồn. Tổng cộng có 130 mẫu nấm men và vi khuẩn từ bề mặt của cây nho đã được sàng lọc in vitro để xác định tác động đối kháng của chúng đối với B. cinerea và sử dụng để kiểm soát bệnh mốc xám sau thu hoạch. Trong số 130 mẫu, năm mẫu nấm men và bốn mẫu vi khuẩn cho thấy hoạt tính đối kháng lớn nhất in vitro đối với B. cinerea. Hai loài nấm men bao gồm Meyerozyma guilliermondii và Candida membranifaciens có khả năng đối kháng cao đối với tác nhân gây bệnh. Bên cạnh đó, bốn mẫu vi khuẩn thuộc dòng Bacillus sp. và Ralstonia sp. cũng cho thấy tác động kiểm soát sinh học đáng kể đối với B. cinerea. Các mẫu này có khả năng sản xuất các chất dễ bay hơi và không dễ bay hơi, có thể ức chế sự phát triển của tác nhân gây bệnh. Hoạt tính đối kháng của các nấm men và vi khuẩn được chọn đối với tác nhân gây bệnh đã được nghiên cứu trên các quả nho ‘Thompson seedless’ bị tổn thương. Trên các chùm nhỏ có quả nho nguyên vẹn, tất cả các mẫu đối kháng đã giảm đáng kể sự phân hủy trên quả nho, và tỷ lệ mốc xám trên quả được điều trị bởi các mẫu này thấp hơn 50%, ngoại trừ mẫu N1, mẫu này có khả năng ức chế sự xuất hiện của bệnh cao hơn. Những kết quả này gợi ý rằng nấm men và vi khuẩn đối kháng với tiềm năng kiểm soát B. cinerea trên nho có thể được tìm thấy trong hệ vi sinh vật của quả nho và lá nho.

Một nghiên cứu so sánh các hợp chất hòa tan trong n-hexane từ các phần trên mặt đất của bồ công anh (Taraxacum officinale Weber ex F.H. Wigg.) được thu thập trong các giai đoạn sinh trưởng khác nhau đã được tiến hành. Phân tích GC-MS của phân đoạn n-hexane (không phân cực) cho thấy sự hiện diện của 30 hợp chất sinh học hoạt động. Phytol [14.7% tổng lưu lượng ion (TIC)], lupeol (14.5% của TIC), taraxasteryl acetate (11.4% của TIC), β-sitosterol (10.3% của TIC), α-amyrin (9.0% của TIC), β-amyrin (8.3% của TIC), và cycloartenol acetate (5.8% của TIC) đã được xác định là các thành phần chính trong phân đoạn n-hexane. Phân đoạn không phân cực thể hiện hoạt động chống oxy hóa đầy hứa hẹn - 46.7 mmol tương đương Trolox/g chiết xuất (được xác định bằng phương pháp 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl). Phân đoạn này cho thấy hoạt động kháng khuẩn không đáng kể và có thể được sử dụng trong ngành công nghiệp mỹ phẩm và dược phẩm.

Vi khuẩn trong không khí tồn tại rất phong phú và có thể thay đổi theo mục đích sử dụng đất. Sự mở rộng đô thị đang gia tăng nhanh chóng trên quy mô toàn cầu, làm thay đổi các nguồn nguyên liệu tự nhiên của đa dạng sinh học vi khuẩn trong không khí, khi đất và các loại cây bản địa bị thay thế bằng bê tông và các khu vườn được quản lý. Sự đô thị hóa làm đồng nhất hóa đa dạng sinh học của các sinh vật lớn hơn, nhưng những tác động của nó vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ trong lĩnh vực vi sinh vật học. Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp phân loại và độ dốc để khảo sát các cộng đồng vi khuẩn trong không khí ở phía tây nam Michigan (Mỹ). Các cộng đồng vi khuẩn trong không khí mang dấu hiệu vi khuẩn đường ruột và đồng nhất như nhau giữa các địa điểm thành phố và nông thôn, mặc dù sự đồng nhất của cộng đồng vi khuẩn trong đất tại các địa điểm đô thị lớn hơn. Ruminococcaceae là nhóm vi khuẩn phong phú, nguồn gốc của chúng có thể là từ động vật hoang dã. Bên cạnh dấu hiệu vi khuẩn đường ruột, còn có những ảnh hưởng cơ bản của việc sử dụng đất, điều này thể hiện qua sự chia sẻ các loại vi khuẩn trong không khí giữa các địa điểm thành phố và nông thôn. Bacillales, Burkholderiales, Alteromonadales và Pseudomonadales được chia sẻ nhiều hơn tại các địa điểm đô thị, trong khi Xanthomonadales, chứa các tác nhân gây bệnh cho cây trồng, lại được chia sẻ giữa các địa điểm nông nghiệp trong nông thôn. Những kết quả này gợi ý rằng các loại vi khuẩn có thể phân bổ toàn cầu, kết hợp với các nguồn địa phương, góp phần vào các cộng đồng đô thị, trong khi các hoạt động nông thôn khu vực điều khiển thành phần nông thôn. Chúng tôi xác định rằng đất khó có thể góp phần vào phân bổ rộng rãi của một số loại vi khuẩn liên quan đến thực vật, nhưng có thể là nguồn phân bổ cho những loại khác.