Browsing by Subject "growth"
Now showing items 1-2 of 2
-
(2019)Clostridium botulinum is a Gram-positive, anaerobic, spore-forming bacterium that is found widely in nature. C. botulinum produces highly potent neurotoxin which causes paralysis. Yet, it is not known why the toxin is produced. C. botulinum poses a risk for the food industry, when spores germinate in food and start producing toxin. The aim of this study was to report how different carbohydrates and metabolites affect growth, toxin production and sporulation of C. botulinum. The hypothesis was that different substrates have different influence on the metabolism of C. botulinum. Earlier studies show which carbohydrates are utilized by C. botulinum but only few relate nutrient availability to toxin production. Glucose is the far most studied carbohydrate and it is known to support growth and toxin production. Growth in defined medium with added substrates was measured with Bioscreen. The method is based on measuring optical density of the cultures; optical density increases when the bacteria divide. Toxin levels were measured from 1 d and 5 d samples with a commercial ELISA (ELISA, enzyme-linked-immunosorbent-assay). The number of spores produced was measured after five days of growth. Vegetative cells were destroyed by heating (10 min, 80 °C) and MPN-method was conducted (MPN, most-probable number). With added glucose and glucose derivates (trehalose, maltotriose), growth and toxin production were induced most compared to control medium. High spore numbers were also measured. Higher concentrations of these substrates supported growth more than the lower concentrations. With higher concentrations of glucose and maltotriose the toxin levels were lower compared to low concentrations. With trehalose toxin levels were similar at high and low concentration. It can be concluded that the maximal growth density alone does not determine the toxin levels. N-acetylglucosamine (GlcNAc), which is found in bacterial cell walls, supported growth similar to glucose. GlcNAc supported also high sporulation and toxin production. Even though GlcNAc is a major component of chitin (e.g. the insect exoskeleton), chitin did not support toxin production or sporulation as efficiently as GlcNAc. The results indicate that C. botulinum might favor environments with fungi, dead bacteria or degraded chitin. By utilizing compounds from dead bacteria or insects, C. botulinum might have a role in circulating nutrients in anaerobic environment.
-
(2023)Clostridium botulinum on anaerobinen, itiöitä tuottava, gram-positiivinen bakteeri, joka tuottaa vahvinta tunnettua luonnollista myrkkyä, botulinumneurotoksiinia. Se aiheuttaa ihmisessä ja eläimissä harvinaista botulismia, joka on vakava, mahdollisesti kuolemaan johtava hermoston halvaustila. Botulismia tavataan säilöttyjen ja pakattujen elintarvikkeiden välityksellä leviävänä klassisena ruokamyrkytyksenä sekä suolistokolonisaationa imeväisikäisillä ja haavainfektiona ruiskuhuumeiden käyttäjillä. C. botulinumin luontaisesta elinympäristöstä ja ravinnosta tiedetään vähän. Samankaltaisen itiöllisen bakteerin, Bacillus subtiliksen, on todistettu käyttävän muita bakteereita ravinnokseen, mikä herättää kysymyksen myös C. botulinumin ravinnonhankinnasta ja samalla neurotoksiinituotannon merkityksestä bakteerin biologiassa. On kiinnostava kysymys, voisiko myrkyllä olla rooli ravinnonhankinnassa. Tutkimuksessa selvitettiin, käyttääkö C. botulinum ravinnokseen erilaisia gram-positiivisista ja -negatiivisista bakteereista tai luonnossa bakteerin elinympäristössä mahdollisesti esiintyvistä selkärangattomista peräisin olevia komponentteja, ja vaikuttavatko nämä substraatit C. botulinumin itiöitymiseen tai hermomyrkyntuotantoon. Substraatteina tutkittiin muun muassa kuollutta bakteerisolumassaa, bakteerien soluseinässä ja hyönteisten tai äyriäisten kuoressa esiintyvää kitiiniä sekä sen rakenneainetta, N-asetyyli-D-glukosamiinia (GlcNAc), sekä positiivisena kontrollina glukoosia. Tarkoitus oli kerryttää tietämystä C. botulinumin mahdollisesta luontaisesta elinympäristöstä ja ravinnosta ja sitä kautta etsiä yhteyksiä hermomyrkyntuottoon tai itiöitymiseen. Testikantana käytettiin C. botulinum ryhmän II Beluga Ei -kantaa, joka tuottaa rakenteellisesti autenttista mutta biologisesti inaktiivista toksiinia (toksoidi). Bakteerit kasvatettiin anaerobisissa olosuhteissa vähäravinteisessa kasvatusliemessä, johon lisättiin testattavia substraatteja. Negatiiviseen kontrollielatusaineeseen ei lisätty substraattia. Bakteerikasvua seurattiin mittaamalla kasvuston optista tiheyttä spektrofotometrilla sekä seuraamalla elävien bakteerien ja itiöiden määrää ja pH:ta kasvustossa. Tuotetun hermomyrkyn määrää seurattiin käyttämällä immunologista testiä (sandwich-ELISA). Bakteerien solumorfologiaa tarkasteltiin faasikontrastimikroskopian avulla. Tutkimuksessa selvisi, että bakteeriperäiset substraatit elatusaineessa lisäsivät C. botulinumin toksiinituotantoa elatusaineessa. Tämä saattaisi mahdollisesti liittyä ravinnonhankintaan, mikä viittaisi C. botulinumin kykyyn hyödyntää muita bakteereja ravinnokseen. Eri lajin bakteerimassa elatusaineessa lisäsi toksiinituotantoa enemmän kuin saman lajin, mikä voisi viitata C. botulinumin suosivan saaliskäyttäytymistä kannibalismin sijaan. Kaikkein suurimmat toksiinipitoisuudet mitattiin GlcNAc:a ja glukoosia sisältävistä elatusaineista. Botulinumneurotoksiinin hyöty bakteerille ja sen rooli ravinnonhankinnassa vaativat lisätutkimuksia. Bakteeriperäiset substraatit elatusaineessa lisäsivät C. botulinumin kasvua ja itiöitymistä. Sen sijaan GlcNAc ja glukoosi elatusaineessa laskivat elatusaineiden pH:ta huomattavasti, mikä johti itiöitymisen vähenemiseen. Tutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää elintarviketurvallisuustutkimuksissa ja pyrkiä siten etsimään keinoja C. botulinumin toksiinituotannon hallitsemiseen elintarvikkeissa.
Now showing items 1-2 of 2