Browsing by Subject "toksiinituotanto"
Now showing items 1-2 of 2
-
(2019)Clostridium botulinum on klostridien sukuun kuuluva, anaerobinen, gram positiivinen sauvabakteeri, joka kykenee tuottamaan ympäristön stressitekijöille resistenttejä itiöitä ja useille eläinlajeille myrkyllistä botuliinitoksiinia. Ympäristöolosuhteet ja ravintoaineet vaikuttavat C. botulinumin kasvuun, itiöitymiseen ja toksiinituotantoon. Hiilihydraattien, aminohappojen ja proteiinien tiedetään vaikuttavan sekä kasvuun että toksiinituotantoon monilla C. botulinum kannoilla. Myös monet vitamiinit vaikuttavat kasvuun usealla C. botulinum kannalla. Ympäristön stressitekijöiden lisääntyminen ja ravintoaineiden vähentyminen kasvuympäristöstä ovat tavallisimpia itiöitymisen laukaisevia tekijöitä. Kasvatusalustoilla olevien yksittäisten ravintoaineiden vaikutus itiöitymiseen vaihtelee C. botulinum -kannasta riippuen. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää vaikuttavatko 1. erilaiset kasvatusalustat (ravinnerikkaat kasvatusalustat TPGY-agar, TPGY-liemi, lihauuteagar, keltuaisagar tai RCM-agar eli vahvistettu klostridien kasvatusalusta -agar). Kontrollialustoina pelkkä agar tai pelkkä vesi. 2. kasvuston tiheys (kasvatusalustoina lihauuteagar ja TPGY-liemi, tutkimuksen aloitukseen käytettyä kantaviljelmää laimennettiin 1:5 ja 1:100 molemmilla kasvatusalustoilla) ja 3. kasvusukupolvi (viljelmän siirrostus tuoreeseen kasvatusliemeen 24 tunnin välein [sarja 1] ja 48 tunnin välein [sarja 2]) C. botulinum -kannan Beluga kasvuun, itiöitymiseen ja toksiinituotantoon. Lisäksi tutkittiin vaikuttaako 4. kasvatusalusta (TPGY-agar, lihauuteagar tai keltuaisagar) C. botulinum -kannan ATCC 3502 kasvuun, itiöitymiseen ja toksiinituotantoon. Kantojen kasvua, itiöitymistä ja toksiinituotantoa seurattiin anaerobisissa olosuhteissa, kannalla Beluga 30 °C:ssa ja kannalla ATCC 3502 37 °C:ssa. 1.&4. Kasvatusalustan oletettiin vaikuttavan kasvuun, itiöitymiseen ja toksiinituotannon, ollen voimakkaampaa ravinnerikkailla kasvatusalustoilla kuin kontrollialustoilla. 2. Kasvun, itiöitymisen ja toksiinituotannon oletettiin olevan voimakkaampaa, kun kantaviljelmää laimennetaan kasvatusalustalle 1:5. 3. Kasvusukupolven ei oletettu vaikuttavan C. botulinum -kannan Beluga kasvuun, itiöitymiseen tai toksiinituotantoon. 1. Solu- ja itiömäärä sekä toksiinipitoisuus olivat korkeampia ravinnerikkailla kuin kontrollialustoilla (pelkkä agar ja pelkkä vesi). Solumäärä oli korkein TPGY-agarilla ja lihauuteagarilla TPGY-liemen kanssa. Korkeimmat itiömäärät laskettiin keltuaisagarilla, TPGY-agarilla ja lihauuteagarilla TPGY-liemen kanssa. Korkeimmat toksiinipitoisuudet mitattiin TPGY-pohjaisilla kasvatusalustoilla. Kasvatusalustalla olevat ravinteet tukivat kasvua, itiöitymistä ja toksiinituotantoa, solu- ja itiömäärään sekä toksiinipitoisuuden jäädessä huomattavasti alhaisemmiksi kontrollialustoilla. 2. Solumäärä nousi TPGY-liemessä yhtä korkeaksi molemmissa laimennoksissa ensimmäisen 24 tunnin aikana, lihauuteagarilla solumäärä eri laimennoksissa oli samaa suurusluokkaa vasta, kun viljelmiä oli inkuboitu 144 tuntia. Lihauuteagarilla itiömäärä oli samaa suuruusluokkaa molemmissa laimennoksissa inkubaatioajan lopulla, mutta TPGY agarilla itiömäärä jäi alhaisemmaksi 1:100 laimennoksessa. Toksiinipitoisuudet olivat sekä lihauuteagarilla, että TPGY-liemessä samaa suuruusluokkaa molemmissa laimennoksissa inkubaatioajan lopulla. Toksiinipitoisuudet olivat korkeampia TPGY-liemessä kuin lihauuteagarilla. Tulosten perusteella kasvuston alkutiheydellä oli vain pieni vaikutus kasvuun, itiöitymiseen ja toksiinituotantoon. TPGY-liemi pystyi tukemaan kasvua ja toksiinimuodostusta lihauuteagaria paremmin, sillä erot laimennosten välillä tasoittuivat nopeasti. Lihauuteagar puolestaan tuki itiöitymistä paremmin. 3. Solu- ja itiömäärä sekä toksiinipitoisuus laskivat kasvusukupolvesta toiseen molemmissa sarjoissa. Solujen kyky itiöityä ja tuottaa toksiinia vaikutti heikentyvän kasvusukupolvesta toiseen. Uuteen kasvatusliemeen siirtäminen saattaa suosia hitaammin itiöityviä soluja, jolloin kasvusukupolvesta toiseen tapahtuva valinta heikentää solupopulaation kykyä tuottaa itiöitä. 4. Kannalla ATCC 3502 kasvu oli voimakkainta, kun kasvatusalustana käytettiin TPGY-agaria. Kasvatusalustalla ei ollut selkeää vaikutusta itiöitymiseen tai toksiinituotantoon. Solu- ja itiömäärä oli samaa suuruusluokkaa kaikilla tutkituilla kasvatusalustoilla. Toksiinipitoisuus oli kaikilla kasvatusalustoilla samaa suuruusluokkaa.
-
(2023)Clostridium botulinumin tuottama hermomyrkky botuliinitoksiini aiheuttaa hengenvaarallisen halvaustilan eli botulismin ihmisille ja eläimille. Sekä botuliinitoksiinit että niitä tuottavat bakteerikannat ovat hyvin monimuotoisia. Tyypillisesti kukin C. botulinum -kanta tuottaa yhtä seitsemästä botuliinitoksiinin serotyypistä (A-G), mutta C. botulinum -ryhmässä I esiintyy myös kahta toksiinityyppiä tuottavia bakteerikantoja. Tutkimamme suomalaisesta imeväisbotulismitapauksesta eristetty C. botulinum Bf -kanta ilmentää toksiinityyppejä B ja F koodaavia geenejä. C. botulinum Bf -kantoja on eristetty useista imeväisiän botulismitapauksista ympäri maailmaa ja niiden tiedetään tuottavan pääasiassa B-toksiinia 37 °C:n lämpötilassa ja F-toksiinia 30 °C:n lämpötilassa. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, miten C. botulinum Bf -kanta kasvaa, tuottaa itiöitä ja ilmentää kahta toksiinigeeniään eri kasvulämpötiloissa. Oletimme lämpötilan vaikuttavan merkittävästi bakteeripopulaatioiden kasvutehokkuuteen ja itiöiden muodostukseen sekä säätelevän osaltaan toksiinigeenien ilmentymisprofiileja. Toksiinigeeniaktiivisuutta säätelevien tekijöiden tutkiminen voi sekä valaista kahta toksiinia tuottavien bakteerikantojen alkuperää että antaa elintarviketeollisuudelle ja lääketieteelle tärkeää tietoa C. botulinumin toksiinituotannon säätelystä. Tutkimamme C. botulinum Bf -kannan bakteereja kasvatettiin TPGY-liemessä kolmessa eri lämpötilassa: 20 °C, 37 °C ja 42 °C. Kaikille bakteeriviljelmille muodostettiin kasvu- ja pH-käyrät. Lisäksi todennäköiset bakteerisolu- ja itiöpitoisuudet määritettiin eri kasvuvaiheissa. Viljelmien eri kasvuvaiheista kerättiin solunäytteet, joista eristetystä RNA:sta valmistettiin käänteiskopiointireaktion avulla cDNA:ta. RT-qPCR-analyysin avulla määritettiin toksiinigeenien botB ja botF ilmentymisprofiilit eri kasvuvaiheissa. Lämpötilan havaittiin vaikuttavan merkittävästi C. botulinum Bf -kannan kasvuun ja itiöintiin. Bakteerikanta kasvoi nopeimmin ja korkeimpaan kasvutiheyteen 37 °C:ssa. Lämpötilassa 20 °C kasvu oli huomattavasti hitaampaa, mutta tasaisempaa kuin 37 °C:ssa. Lämpötiloihin 20 °C ja 37 °C verrattuna 42 °C:n lämpötila inhiboi huomattavasti kasvua, itiöintiä ja happamien aineenvaihduntatuotteiden muodostusta. Toksiinigeeneillä havaittiin keskenään hyvin samankaltaiset, kasvukäyriä mukailevat ilmentymisprofiilit sekä 37 °C:ssa että 42 °C:ssa. Lämpötilassa 20 °C botB:n ilmentymisprofiili noudatti kasvutrendiä, mutta botF:n maksimaalinen aktiivisuus painottui poikkeuksellisesti vasta myöhäiseen stationaarivaiheeseen. Tulosten perusteella C. botulinum Bf -kannan metabolia on sopeutunut paremmin 20 °C:n ja 37 °C:n lämpötiloihin kuin 42 °C:n lämpötilaan. Tämä saattaa viitata bakteerikannan kehittyneen selviytymään niin nisäkkään ruumiinlämpötilassa 37 °C:ssa kuin ympäristön lämpötilassa. Toksiinigeenien keskenään samankaltaiset ilmentymisprofiilit 37 °C:ssa ja 42 °C:ssa viittaavat yhteisiin kasvuvaiheesta riippuviin säätelyreitteihin. Toisaalta botF:n poikkeava ilmentymisprofiili 20 °C:ssa saattaa selittyä toksiinigeeniklusterikohtaisella, lämpötilasta riippuvalla säätelymekanismilla. Kasvulämpötilan, toksiinigeeniaktiivisuuksien ja itiöinnin välille löydettiin useita hypoteettisia säätelyreittejä. Tutkimus toimii pohjana tuleville pyrkimyksille ymmärtää kahta toksiinia tuottavien C. botulinum -kantojen toksiinituotantoa ja sen säätelyä.
Now showing items 1-2 of 2