دلوویبریو باکتری شکارچی

                                                

دلوویبریو باکتری کوچکی که دارای فلاژله, متحرک, گرم منفی و دلتاپروتئوباکتریاست که میتواند سایر باکتری ها را شکار کرده و بکشد.به پری پلاسم سلول های شکار وارد شده در انجا همانندسازی کرده و از محتویات ان باکتری به عنوان منبع موادمغذی استفاده میکنند.دلوویبریوباکتریوورس 100 HD سوییه ای است که تعیین سکانس شده و دارای ژنوم 3/8 Mb است و نشان می دهد که اگرچه دلوویبریو درگیر شکار و خوردن سایر باکتری ها است انها تعداد زیادی از ژنهایشان را ,مثل سایر باکتری ها انگلی که به میزبان خود اتکا میکنند, از دست نداده اند. رابطه بدلوویبریو با سایر ارگانیسم ها بیشتر تغذیه کننده از شکار است تا انگلی.در اکثر موارد سلول میزبان را در طی 15 دقیقه میکشد و رابطه انگلی طولانی مدتی را با میزبان ایجاد نمیکند.با نگهداری ژنوم بزرگ ان میتوان در دو فاز رشدی مختلف وجود داشته باشد. سلولهای وابسته به میزبان ((HDکه به شکار برای رشد وتقسیم نیاز دارند و به صورت غیر وابسته به میزبان(HI) وقتی در محیط های غنی از مواد غذایی رشد میکنند همانطوری که ممکن در بیوفیلم ها و محیط های رسوبی یافت شوند.تعادل بین HD و HI در محیط های طبیعی شناخته شده نیست.  اما رشد HI یک ابزار مفید برای نجات موتانت های غیرشکارچی برای استفاده در محیط ازمایشگاه است.رشد شکاری به نظر میرسد که یک روش در بدلووویبریو در جاییکه تولید اکتسابی تعداد زیادی از ژن ها برای انزیم های هیدرولیتیک و برای نفوذ به سلول شکار و دسترسی به نیچ داخل سلولی بوسیله غشا خارجی سلول میزبان محدود شده است. جاییکه بدلوویبریو به صورت خصوصی روی محتویات سلول میزبانبدون هیچ رقیبی از سایر باکتری هابرای مواد غذایی تغذیه کند. این تضاد با عادات خوردن سابر دلتا پروتئوباکترها, مانند میکسو باکترها که شکار را به صورت خارجی گوارش میکنندو موادغذایی گوارش شده شکار را در رقابت با سایر بکتری های اطرافشان استفاده میکنند , متفاوت است.

رشد شکاری: وقتی که رشد شکاری است بدلوویبریو یک شیوه زندگی بی فازیک را نشان میدهد.با یک فاز Free swimming attack وsessile intra region. فاز رشدی پری پلاسمیک تا وقتی انها در داخل سلول شکار مرده هستند و ان با ترشح انزیم های گذرنده از غشا سیتوپلاسمی شکار برای گوارش ماکرومولکولهای شکار و گرفتن تولیدات ان برای بدلوویبریو تجزیه میکنند.به نظر میرسد که بدلوویبریو اغلب در محیط های رقیقبه صورت شکاری باقی میماند و نمیتواند به رشد HI برای بقا تبدیل شوداما بستگی به یافتن شکار برای همانندسازی دارد.در طی فاز Free swimming attackقرار گیری سریع در شکار,چسبیدن وتشخیص برای همانندسازی موفق بدلوویبریو ضروری هستند.به طور معمول انها نیمه عمری در حدود 10 دقیقه در طی گرسنگی در محیط های بافری دارند.ژن های مکمل زیادی برای سیستم های کموتاکسی و فلاژله در ژنوم برای حرکت به سمت منطق غنی از شکار دیده شده است.بدلوویبریو به صورت برگشت پذیر به انواعی از سطوح شامل شامل ذرات غیرارگانیک و سلول های گرو مثبت (که شکارنیستند چون پریپلاسم ندارند) متصل میشوند.به نظر میرسد یک دوره کوتاهی وجد دارد که بلوویبریو شکارش را شناسایی میکند.اتصال بین دلوویبریو و شکارش غیرقابل بازگشت است و بدلوویبریو تهاجم خودش را اغاز میکند.یک منفذ کوچک در غشا خارجی شکار تولید میکندکه از طریق ان به داخل سلول فشرده میشود.وقی که داخل شدند منفذ دوباره بسته میشود و تغییر پپتیدوگلیکان های شکار سبب گرد شدن ان میشودو ساختاری را تشکیل میدهد که بدلوپلاست نامیده میشود.این با هیدرولیز اینتراپریپلاسمیک شکار ادامه می یابد.سلول بدلوویبریو دراز شده و در چندین جایگاه شکاف جدا میشود.چندین سلول حاصل قبل از اینکه موج نهایی انزیم های لاکتیک را برای ازاد شدن از بدلوپلاست وجستجوی شکار بیشتر ازاد کنند,  فلاژله دار میشوند. اگرچه بدلوویبریو به طور فعال از کموتاکسی برای یافتن مناطق غنی از شکار استفاده میکند اما از چرخش فلاژله برای سوراخ کردن شکار استفاده نمیکند.پیلی ها در اتصال موثر و نفوذ به شکار دخالت دارند.

بدلو ویبریو ها در کجا یافت میشوند؟ هرجا که شکار مناسبی برای خوردن باشد  انها یافت میشوند.نمونه های خاک و اب تازه اغلب شامل بدلوویبریو هستند.همچنین از فاضلاب و فلور طبیعی روده انسان اسب و جوجه جدا شده اند.بدلوویبریو شدیدا با بیوفیلم های طبیعی مرتبط است.شکار موثر در این جوامع باکتریایی طبیعی رخ میدهد.به رنج وسیعی از باکتری های پاتوژن گرم منفی شامل سالمونلا, Ecoli , پروتئوس ,  سودوموناس,  بولخولدریا, سراشیا و سایرین حملا کرده و انها را میکشد.دارای شکار اختصاصی نیست اما بیشتر میزبان های گرم منفی را الوده میکند.کپسول باکتریایی یک سد غیرموثر در برابر شکاربوسیله بدلوویبریو است.قادر به ورود و الوده کردن سلول های پستانداران نیست.

بدلو ویبریو باکتریووروس چیست؟                                                                  

باکتری گرم منفی ،متحرک، درنده خو ودارای سیکل انگلی است.اندازه این باکتری بسیار کوچک است  تقریبا3/0میکرومتر،میکروآئروفیلیک بوده ودمای ایده آل رشد این باکتری 30 تا 28 درجه است این باکتری در سال 1962 برای اولین بار در روسیه از فاضلاب کشف شد.این باکتری از کلاس پروتئوباکتریوم و از راسته دسولفو ویبریو نالس می باشد.دارای تک فلاژل غلاف دار بوده به سرعت حرکت می کند و در هر ثانیه 100 برابر طولش حرکت می کند.بدلو ویبریو هم به صورت مستقل از میزبان و هم به صورت وابسته به میزبان می تواند زندگی کند .         

 

               

ویژگی اصلی این باکتریقدرت تهاجم و درنده خویی این باکتری است.که تنها باکتری های گرم منفی را مورد تهاجم قرار می دهد                                                                                              

و وارد فضای پری پلاسمیک باکتری می شود.شایان ذکر است این ناحیه تنها در باکتری های گرم منفی دیده می شود. و با ورود به این فضا سیکل انگلی خود را آغاز می کند و درون این فضا شروع به تکثیر می کند و بعد اتمام سیکل که به طور معمول 3تا2ساعت طول می کشد پوشش سلولی باکتری را نابود کرده و بین 30تا20باکتری جدید از آن خارج می کند                                                   

کاربرد های این باکتری                                                    

یکی از کاربرد های این باکتری استفاده از قدرت درنده خویی این باکتری در از بین بردن بیو فیلم های میکروبی است که اخیرا در ایران مورد توجه قرار گرفته و راهی برای جلوگیری از عفونت محسوب می شود                                                                                                                      

شایان ذکر است بیوفیلم ها به خاطر شرایط خاص ساختاری و همیاری بین گونه ها که تشکیل دهنده دارای مقاومت در برابر اثرات ضد میکروبی هستند.و این روش می تواند به مبارزه با عفونت زایی باکتری های گرم منفی کمک شایانی کند.یکی دیگر از کاربرد های این باکتری کمک به تصفیه فاضلاب است .در فاضلاب اکثرا باکتری ها گرم منفی هستند.که به ازای هر 5 باکتری گرم منفی 1باکتری بدلو ویبریو باکتریووروس اضافه می کنند که این باکتری ،باکتری های گرم منفی را نابود کرده و بعد مدتی خودش نیز به دلیل نبود باکتری های دیگر می میرد                                         

 

يكي از نگرانيهاي پزشكان، مقاوم شدن باكتريها به آنتي بيوتيكها است. مقاوم شدن باكتريها به آنتي بيوتيكها باعث شده ات كه هرساله داروهاي جديدي به بازار آنتي بيوتيك وارد شوند اما باكتريها ئوباره پس از چند سال دوباره نسبت به اين داروهاي جديد نيز مقاوم خواهند شد. دانشمندان اميدوارند بتوانند از  باكتري بدلوويبريو، براي درمان بيماريهاي عفوني بعنوان جايگزيني براي آنتي بيوتيكها استفاده كنند. در صورت موفقيت اين پروژه از خود باكتريها بر ضد خودشان اتفاده خواهد شد.

اخيرا تحقيقاتي كه به وسيله Richard whiting انجام گرفته، مشخص كرد كه مي توان از بدلوويبريو براي كنترل سالمونلا (باكتري گرم منفي ) كه در جوجه ها و تخم مرغها معمولاً وجود دارد، استفاده كرد. سالمونلا عامل يكي از شايعترين مسموميتهاي غذايي در آمريكا مي باشد. سالمونلا مي تواند تخمدانهاي پرنده را آلوده كند و قبل از تخم گذاردن پرنده ، وارد تخم مرغ شود يا اينكه بهنگام تخم گذاردن پرنده به پيوسته تخم مرغ نفوذ كند  . به باكتريها حمله مي كند محققين اميدوارهستندكه ، بتوانند با تزريق بدلوويبريو به جوجه ها ، آنها را محافظت كرده و سالمونلا ها را از بين ببرند. با وجود اينكه بدلوويبريو براي باكتريها مضر است ولي براي انسان بي خطر است . اگر اين پروژه به موفقيت دست يابد، ديگر انسانها نيازي به نگراني از خوردن جوجه و تخم مرغ نخواهد داشت. موفقيت اين پروژه پيام ديگري نيز در بر دارد و آن اين است كه

ميتوان از بدلو ويبريو براي در مان بيماريهاي عفوني استفاده كرد.

باكتري بدلوويبريو، يك باكتري خميده گرم منفي به طول  1μmاست. سلولهاي بدلوويبريو دقيقاً  حركات و چرخشهاي يك باكتري فلاژل دار را نشان مي دهد، ضمن اينكه10 برابرسريعتر از ساير باكتريهاي هم اندازة خود حركت مي كند. ولي با نگاه دقيقتر به آن و يا بااستفاده از تجهيزات ميكروسكوپي همراه دوربين فيلمبرداري مي توان نشان داد كه رفتاربدلوويبريو شبيه ديگر باكتريها نيست. يكي از از اين رفتارهاي ويژه وقتي مشاهده مي شود كه سلولهاي بدلوويبريو همراه ساير باكتريها مثل E.coli  در يك سوسپانسيون قرار مي گيرند . در اين حين ، بدلوويبريو به وسيله مواد شيميايي جاذب به سرعت به طرف E.coli كه از نظر اندازه بزرگتراست و از نظر سرعت حركت كندتر از بدلوويبريو دارد، حركت كرده و در آن فرو مي رود. دو سلول به يكديگر چسبيده و به سرعت شروع به چرخش مي كنند. هنگامي كه دوسلول در حال چرخش هستند بدلوويبريو با مكانيسم نامشخص شروع به تجزيه كردن E.coli مي كند . اين عمل احتمالاً به وسيله محصولات پروتئيني بدلوويبريو انجام مي شود .  بدلوويبريو بدون اينكه محتويات دروني E.coli را تجزيه كند ، آن را نابود مي كند . سپس براي سكونت در خانه جديد ، بدلوويبريو اجزاء ساختماني اش را به غشاء خارجي E.coli ملحق مي كند . اين عمل يعني تثبيت درغشاء خارجي يكي از توانايي هاي منحصر به فرد باكتري بدلوويبر مي باشد. بعد از نفوذ به ديواره سلولي E.coli و جدا  كردن فلاژلش ، بدلوويبريو خود را در فضاي پري پلاسمي E.coli جمع مي كند .(فضاي پري پلاسمي فضايي است بين غشاءسلولي و ديواره سلولي ) و خود را براي خوشگذراني ومهماني آماده مي كند.ماكرو مولكولها ، به تدريج از سيتوپلاسم E.coli به فضاي پري پلاسمي وارد مي شوند .بدلوويبريو ماكرومولكولها را هضم مي كند و همينطور كه تقسيم مي شود به شكل يك مارپيچ بلند رشد مي كند . در طي حدود 3تا2 ساعت محتويات سيتوپلاسم ميزبان، حتي DNA آن هضم مي شود و بدلوويبريو رشته اي به بيش از 20 قطعه تقسيم مي شود كه همة آنها ميله اي وخميده هستند. هر ميله  داراي فلاژلي مي شود. و وقتي كه سلول ميزبان، به وسيله آنزيم ترشح شده از بدلوويبريو مي شكند، باكتريها آزاد مي شوند.

 

وقتی آنتی بیوتیک‌ها شکست می‌خورند، شاید باکتری‌های مهاجم بتوانند در مبارزه با آلودگی کمک کنند. تلاش‌های آزمایشگاهی میکروبیولوژیست‌های آمریکایی بر مبناي اين ایده است. براین اساس، دو نوع از باکتری‌های مورد مطالعه توسط آنان قادرند تعداد زیادی از عوامل بیماری‌زای شناخته شده را، وقتی طعمه‌ها به شکل لایه‌های زیستی تشکیل می‌شوند، نیز نابود کنند.

به گزارش روزنامه الكترونيكي دانش و فناوري ـ ستنا، به گفته دانیل کادوری از دانشگاه علوم پزشکی و دندانپزشکی نیوجرسی، هر دو باکتری مهاجم باید دیگر باکتری‌ها را به معنای واقعی کلمه ببلعند تا بتوانند چرخه حیات شان را ادامه دهند. «آنها در ردیابی دیگر باکتری‌ها، حمله به آنها، تکثیر در میان یا روی آنها و کشتن شان بسیار خوب عمل می کنند.»

کادوری و همکارانش توانایی‌های بدلوویبریو باکتریووروس و خویشاوند نزدیک آن میکاویبریو آئروگینوزاوروس را بررسی کردند. هر دو تک سلولی با توجه به شرایط باکتری‌ها، نسبتاً کوچک هستند، اما به همین دلیل تحرک بیشتری دارند. اگر میزبان مناسبی بیایند، به داخل آن نفوذ می‌کنند یا محکم به سطح آن می‌چسبند و به تدریج آن را هضم می‌کنند.

آزمایشات سیستماتیک محققان حاکی از آن است که هر دو مهاجم کارایی قابل توجهی را نشان می‌دهند. بر این اساس بدلوویبریو قادر است 68 نوع از 83 نوع تیره باکتری‌های تست شده را نابود کند، میکاویبریو نیز 57 نوع از 89 نوع را از بین می‌برد. برای مثال، کلبسیلا پنومونیا و پسودوموناس آئروگینوزا ـ دو عامل بیماری‌زای مشهور التهابات ریوی که به ویژه در بیماران مبتلا به فیبروز سیستیکی به سختی قابل درمان هستند ـ از طعمه‌های بالقوه محسوب می‌شوند.

با توجه به گسترش باکتری‌های مقاوم، محققان در جستجوی جایگزین‌هایی برای آنتی‌بیوتیک‌های رایج هستند. استفاده از باکتری‌های مهاجم مانند بدلوویبریو یا ویروس‌هایی از گروه باکتریوفاژها از سال‌ها پیش مورد بحث است. تاجایی که معلوم شده است، این میکروب‌ها به خود انسان حمله نمی‌کنند. البته هنوز سؤالات زیادی بی‌پاسخ مانده است، همچنین این سؤال که سیستم ایمنی انسان، وقتی با تعداد زیادی از امدادگران میکروبی یا با بقایای سلولی عوامل بیماری‌زا مواجه می‌شود، چه واکنشی نشان می‌دهد.