לא כולם יכולים לענות מה זה Bacillus subtilis. עם זאת, רובנו מכירים היטב את היצור הזה. כל מי שאי פעם הרים דשא טרי שנחתך ראה ציפוי לבנבן מתחתיו. זהו החיידק Bacillus subtilis. חיידק זה, נפוץ באופן יוצא דופן בטבע, גדל במקור על חציר שבור. לכן אנחנו קוראים לזה מקל חציר.
"מודל" מיקרוביולוגי
לענפי ביולוגיה שונים יש אורגניזמים "מודל" משלהם, שהופכים למושא העיקרי של מחקר וניסויים. למשל, בגנטיקה, זבוב הפירות תסיסנית הפך לאורגניזם כזה, במיקרוביולוגיה של פרוטוזואה - נעל הריסת, ובבקטריולוגיה - Bacillus subtilis.
הודות לחיידק זה, תהליך היווצרות הנבגים ומנגנון הפעולה של המנוע המוטורי של חיידקי הדגל נחקרו ביסודיות. ביולוגים מולקולריים היו בין הראשונים לפענח את הגנום של החיידק הזה.
היום, Bacillus subtilis גדל בחוסר משקל והשפעתו על הגנום של האוכלוסייה נחקרת. בביולוגיה בחללמוקרנים באולטרה סגול קוסמי ולחקור את יכולתו לשרוד בתנאים הקרובים לאלו על מאדים.
תיאור קצר
מקל החציר תואר לראשונה בשנת 1835 על ידי הביולוג הגרמני כריסטיאן גוטפריד ארנברג (1795-1876). הבצילוס גדל היטב על תמצית חציר, וזו הסיבה שהוא קיבל את החלק הראשון של השם. כלפי חוץ, אלה הם חיידקים בצורת מוט, ולכן הם נקראים מוטות.
אלה הם חיידקים גדולים למדי (אורך עד 0.008 מ"מ, קוטר 0.0006 מ"מ), אותם ניתן לראות אפילו במיקרוסקופ בית ספרי. ל-Bacillus subtilis יש דגלים רבים על פני קרום התא.
החיידקים הניידים האלה הם אירוביים (הם צריכים חמצן אטמוספרי כדי להבטיח את התהליכים החיוניים שלהם). אבל זנים מסוימים (קבוצות הומוגניות שגדלו באופן מלאכותי מבחינה גנטית) יכולים להפוך לאנאירובים פקולטטיביים.
הטמפרטורה האופטימלית עבור מקלות חציר היא בין 25 ל-30 מעלות צלזיוס. אבל הם ישרדו ב-5- וב-150+ מעלות, הודות להיווצרות נבגים.
תזונה והפצה
בטבע, Bacillus subtilis חי באדמה, אך נמצא במים ובאבק. מיקרואורגניזמים אלו הם חלק מהמיקרופלורה של המעיים שלנו וממערכת העיכול של בעלי חיים.
אלה הם חיידקים ספרופיטים, הם ניזונים משאריות אורגניות. מקור האנרגיה העיקרי עבורם הוא פוליסכרידים המבוססים על גלוקוז ממקור צמחי (צלולוז ועמילן) ובעלי חיים (גליקוגן).
התוצרים המטבוליים של חיידק החציר הם חומצות אמינו, ויטמינים, אנזימים שונים, אנטיביוטיקה. האדם למד זמן רב להשתמש בתכונות אלו של חיידקים בפעילותו.
תכונות של ביוכימיה
המאפיינים החשובים ביותר של מקלות חציר כוללים את יכולתם להגביר את החומציות של הסביבה ולייצר אנטיביוטיקה.
הבצילונים האלה הם אנטגוניסטים לפטריות שמרים, סלמונלה, אמבה פרוטאוס ודיזנטריה, סטרפטו וסטפילוקוקוס.
בתהליך החיים, בזילי חציר מסנתזים חומצות אמינו, אנטיביוטיקה, אנזימים וחומרים אימונואקטיביים. כיום, זנים של חיידק זה משמשים לייצור אנזימים, אנטיביוטיקה, מוצרים ביולוגיים (משפרי ריח, תוספי מזון), קוטלי חרקים.
איך לגדל מושבה
בצלחות פטרי, מושבות של הבצילים האלה נראות כמו פנקייק מקומט עם קצוות גליים בצבע לבן או ורדרד, מבנה יבש וקטיפתי.
במעבדות מגדלים זני חיידק חציר על מרק בשר-פפטון או אגר, מדיה מלאכותית או על חומר עם שאריות של אורגניזם צמחי.
בבית, מספיק להרתיח חציר רגיל ולשים את העירוי במקום חמים למשך 1-2 ימים. על פני חליטת המים יופיע סרט אך ורק מהחיידקים של חיידק החציר. כל שאר המיקרואורגניזמים ימותו בעת רתיחה.
פתוגנים אופורטוניסטים
נכנסהרכב המיקרוביוטה של מערכת הקיבה, חיידק החציר מקדם פירוק של פוליסכרידים מורכבים (צלולוזה), מפרק חלבונים ותורם לעיכוב של מיקרופלורה פתוגנית.
בפצעים פתוחים בגוף האדם, החיידקים הללו מפרישים אנטיביוטיקה ואנזימים שמפרקים רקמות מתות. כבר הוכח כי לבצילים אלו יש השפעה שלילית על אורגניזמים פתוגניים במהלך זיהום כירורגי (סלמונלה, סטפילוקוקוס, סטרפטוקוקוס).
עם זאת, הם פתוגניים על תנאי, כי יש להם יכולות שליליות כאלה לאנשים:
- עלול לגרום לפריחה אלרגית.
- גורם להרעלת מזון בעת אכילת מזון מקולקל.
- עלול לגרום לדלקות עיניים.
Hay stick and man
מנקודת המבט של שימוש אנושי, חיידקים מעניינים בהקשר של שתי שאלות:
- איך הם יכולים לעזור לנו.
- איך הם יכולים להזיק לנו.
שיתוף הפעולה האנושי עם מקל חציר החל לפני זמן רב. כיום, מיקרוביולוגים גידלו זנים רבים של החיידק הזה עם איכויות מוגדרות היטב. מיקרואורגניזם זה משמש לייצור יבולים, גידול בעלי חיים, ייצור תרופות, שיטות ניהול פסולת במסגרת הכלכלה הירוקה.
בצילים ברפואה
מאפיינים ביוכימיים מאפשרים שימוש נרחב באורגניזם זה בייצור תרופות. Bacillus subtilis, לפי מאפיינים פרמקולוגיים, מתייחס ל:
- Antidiarrheals.
- אימונומודולטורים.
תכשירים המבוססים על חיידק חציר ("Sporobacterin", "Bactisubtil", "Biosporin") ניתנות לטיפול בדיסבקטריוזיס של המעיים ודרכי המין, בתקופה שלאחר הניתוח עם סיבוכים מוגלתיים.
עם זאת, כדאי לזכור לגבי התוויות נגד, שהעיקרית שבהן היא רגישות יתר או אי סבילות למרכיבי התרופה.
מיקרואורגניזם זה נמצא בשימוש נרחב גם בתוספי תזונה.
יישומים אחרים
בייצור גידולים, התכשיר הנפוץ ביותר המבוסס על חיידק חציר הוא "פיטוספורין". זה יעיל במאבק נגד מחלות פטרייתיות וחיידקיות של צמחים תרבותיים. יחד עם זאת, ניתן לאכול את הפירות גם ביום ריסוסם בתרופה.
בגידול בעלי חיים, המוזרות של מקלות חציר משמשת לתסיסת תאית, מה שתורם לספיגה טובה יותר של פחמימות על ידי בעלי חיים. בנוסף, תרופות אנטיבקטריאליות המבוססות על מקל זה נמצאות בשימוש נרחב בגידול בעלי חיים, גידול עופות וגידול דגים.
פרוטאזות ועמילאזים, האנזימים של חיידק החציר, מיוצרים באופן מסחרי ומשמשים בדטרגנטים, תכשירי שיזוף וניקוי.
ישנם זנים בודדים שיש להם התמחות מאוד צרה. לדוגמה, הם משמשים להכנת נאטו על בסיס פולי סויה יפני.
תכניות עתידיות
פיתוח הנדסה גנטית גם בלתי אפשרי בלעדיובַּקטֶרִיָה. ומקל השחת אינו האחרון ברשימת ה"דגמים" ליצירת אורגניזמים מהונדסים.
כבר כתבנו על סיוע בחקר החלל.
היום, המחקר של תפוצת חיידק החציר בטבע מתפתח באופן פעיל מנקודת מבט של בטיחות סביבתית. יש כבר עבודות להערכת מצב הסביבה בהתבסס על המתאם של התפלגות המיקרואורגניזם הייחודי הזה באקוטופ.
