Màng sinh học

Staphylococcus aureus tập trung thành màng sinh học trên một ống thông nội mạc

IUPAC definition

Aggregate of microorganisms in which cells that are frequently embedded within a self-produced matrix of extracellular polymeric substance (EPS) adhere to each other and/or to a surface.

Note 1: A biofilm is a system that can be adapted internally to environmental conditions by its inhabitants.

Note 2: The self-produced matrix of extracellular polymeric substance, which is also referred to as slime, is a polymeric conglomeration generally composed of extracellular biopolymers in various structural forms.^[1]

Màng sinh học là một nhóm các vi sinh vật với các tế bào dính vào nhau và cũng thường dính vào một bề mặt.^[2] Các tế bào gắn kết này bị nhúng trong một ma trận ngoại bào mủ bao gồm các chất polyme ngoài tế bào (EPS).^[2][3] Các thành phần EPS được tạo ra bởi các tế bào trong màng sinh học và thường là một sự kết hợp polyme của các DNA, protein, và polysaccharide ngoại bào.^[2][3] Bởi vì chúng có cấu trúc ba chiều và đại diện cho lối sống cộng đồng vi sinh vật, nên các màng sinh học thường được miêu tả như "thành phố của các vi khuẩn."^[4][5]

Màng sinh học có thể hình thành trên bề mặt sống hoặc không sống và có thể được phổ biến trong môi trường tự nhiên, công nghiệp và bệnh viện.^[2][6] Các tế bào vi sinh vật phát triển trong một màng sinh học có sinh lý học khác biệt với tế bào của các sinh vật phù du cùng loại, nơi chúng là những tế bào đơn có thể trôi nổi hoặc bơi trong môi trường lỏng^[7]. Màng sinh học hiện diện trên răng của hầu hết các loài động vật như mảng bám răng, ở đó chúng có thể gây ra sâu răng và các bệnh về lợi.

Các vi khuẩn tạo thành một màng sinh học để đáp ứng nhiều yếu tố^[8], có thể bao gồm việc nhận diện tế bào các vị trí đính kèm cụ thể hoặc không đặc hiệu trên bề mặt, tín hiệu dinh dưỡng, hoặc trong một số trường hợp, bằng cách tiếp xúc các tế bào sinh vật phù du với nồng độ dưới mức ức chế của kháng sinh.^[9][10] Khi một tế bào chuyển sang chế độ tăng trưởng màng sinh học, nó sẽ trải qua một sự chuyển đổi kiểu hình trong hành vi trong đó các bộ gen lớn được quy định khác biệt.^[11] Theo tài liệu "Microbiology a Introduction", trong tự nhiên, các vi sinh vật hiếm khi sống trong các quần thể đơn lẻ bị cô lập mà chúng ta thấy trên các tấm trong phòng thí nghiệm. Chúng sống trong một cộng đồng được gọi là màng sinh học. Một màng sinh học cũng có thể được coi là một hydrogel, đó là polyme phức tạp trong nước nặng gấp nhiều lần trọng lượng khi khô. Màng sinh học không chỉ là lớp màng vi khuẩn mà còn là các hệ thống sinh học; vi khuẩn được tổ chức thành một cộng đồng chức năng phối hợp. Màng sinh học có thể được gắn với bề mặt như răng, đá hoặc bề mặt có thể bao gồm một loài hoặc một nhóm vi sinh vật đa dạng. Vi khuẩn sinh học có thể chia sẻ các chất dinh dưỡng và được bảo vệ khỏi các yếu tố có hại trong môi trường, như sự mất nước, kháng sinh, và hệ thống miễn dịch của cơ thể. Một màng sinh học thường bắt đầu hình thành khi một vi khuẩn tự do bám vào bề mặt.^[12]

Tham khảo

1. Vert, Michel; Doi, Yoshiharu; Hellwich, Karl-Heinz; Hess, Michael; Hodge, Philip; Kubisa, Przemyslaw; Rinaudo, Marguerite; Schué, François (2012). “Terminology for biorelated polymers and applications (IUPAC Recommendations 2012)” (PDF). Pure and Applied Chemistry. 84 (2): 377–410. doi:10.1351/PAC-REC-10-12-04. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 19 tháng 3 năm 2015. Truy cập ngày 1 tháng 12 năm 2017.
2. ^ Hall-Stoodley L, Costerton JW, Stoodley P (tháng 2 năm 2004). “Bacterial biofilms: from the natural environment to infectious diseases”. Nature Reviews Microbiology. 2 (2): 95–108. doi:10.1038/nrmicro821. PMID 15040259.
3. ^ López, Daniel; Vlamakis, Hera; Kolter, Roberto (2010). “Biofilms”. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 2 (7): a000398. doi:10.1101/cshperspect.a000398. ISSN 1943-0264. PMC 2890205. PMID 20519345.
4. Watnick, P.; Kolter, R. (tháng 5 năm 2000). “Biofilm, city of microbes”. Journal of Bacteriology. 182 (10): 2675–2679. doi:10.1128/jb.182.10.2675-2679.2000. ISSN 0021-9193. PMC 101960. PMID 10781532.
5. “Building Codes for Bacterial Cities | Quanta Magazine”. Quanta Magazine. Truy cập ngày 25 tháng 7 năm 2017.
6. Lear G, Lewis GD biên tập (2012). Microbial Biofilms: Current Research and Applications. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-96-7.
7. O'Toole, G. A.; Kolter, R. (tháng 5 năm 1998). “Initiation of biofilm formation in Pseudomonas fluorescens WCS365 proceeds via multiple, convergent signalling pathways: a genetic analysis”. Molecular Microbiology. 28 (3): 449–461. doi:10.1046/j.1365-2958.1998.00797.x. ISSN 0950-382X. PMID 9632250.
8. O'Toole, G. A.; Kolter, R. (tháng 10 năm 1998). “Flagellar and twitching motility are necessary for Pseudomonas aeruginosa biofilm development”. Molecular Microbiology. 30 (2): 295–304. doi:10.1046/j.1365-2958.1998.01062.x. ISSN 0950-382X. PMID 9791175.
9. Karatan E, Watnick P (tháng 6 năm 2009). “Signals, regulatory networks, and materials that build and break bacterial biofilms”. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 73 (2): 310–47. doi:10.1128/MMBR.00041-08. PMC 2698413. PMID 19487730.
10. Hoffman LR, D'Argenio DA, MacCoss MJ, Zhang Z, Jones RA, Miller SI (tháng 8 năm 2005). “Aminoglycoside antibiotics induce bacterial biofilm formation”. Nature. 436 (7054): 1171–5. doi:10.1038/nature03912. PMID 16121184. (primary source)
11. An D, Parsek MR (tháng 6 năm 2007). “The promise and peril of transcriptional profiling in biofilm communities”. Current Opinion in Microbiology. 10 (3): 292–6. doi:10.1016/j.mib.2007.05.011. PMID 17573234.
12. Case, Christine; Funke, Berdell; Tortora, Gerard. Microbiology An Introduction(tenth edition)

Đọc thêm

• Ramadan HH, Sanclement JA, Thomas JG (tháng 3 năm 2005). “Chronic rhinosinusitis and biofilms”. Otolaryngology-Head and Neck Surgery. 132 (3): 414–7. doi:10.1016/j.otohns.2004.11.011. PMID 15746854.
• Bendouah Z, Barbeau J, Hamad WA, Desrosiers M (tháng 6 năm 2006). “Biofilm formation by Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa is associated with an unfavorable evolution after surgery for chronic sinusitis and nasal polyposis”. Otolaryngology-Head and Neck Surgery. 134 (6): 991–6. doi:10.1016/j.otohns.2006.03.001. PMID 16730544.
• Lynch AS, Robertson GT (2008). “Bacterial and fungal biofilm infections”. Annual Review of Medicine. 59: 415–28. doi:10.1146/annurev.med.59.110106.132000. PMID 17937586.
• A bot will complete this citation soon. Click here to jump the queue"Bdellovibrio bacteriovorus Predation in Dual-Species Biofilms of E. coli Prey and M. luteus Decoys". 2010. arΧiv:1005.3582 [q-bio.PE]. 
• Allison, D. G. (2000). Community structure and co-operation in biofilms. Cambridge, UK: Cambridge University Press. ISBN 0-521-79302-5.
• Lynch, James F.; Lappin-Scott, Hilary M.; Costerton, J. W. (2003). Microbial biofilms. Cambridge, UK: Cambridge University Press. ISBN 0-521-54212-X.
• Fratamico, M. (2009). Biofilms in the food and beverage industries. Woodhead Publishing Limited. ISBN 978-1-84569-477-7.
• Chua SL, Liu Y, Yam JK, Tolker-Nielsen T, Kjelleberg S, Givskov M, Yang L (2014). “Dispersed cells represent a distinct stage in the transition from bacterial biofilm to planktonic lifestyles”. Nature Communications. 5: 4462. doi:10.1038/ncomms5462. PMID 25042103.
• Chua SL, Tolker-Nielsen T, Kjelleberg S, Givskov M, Yang L (2013). “Bis-(3′-5′)-cyclic dimeric GMP regulates antimicrobial peptide resistance in Pseudomonas aeruginosa”. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 57 (5): 2066–2075. doi:10.1128/AAC.02499-12. PMC 3632963. PMID 23403434.
• Bjarnsholt T. The role of bacterial biofilms in chronic infections. Apmis. 2013 May 1;121(s136):1-58

Liên kết ngoài

• Thickness analysis, organic and mineral proportion of biofilms in order to decide a treatment strategy
• Biofilm Archive of Biofilm Research & News Lưu trữ 2010-10-09 tại Wayback Machine
• "Why Am I Still Sick?" - The Movie, 2012: Documentary on Biofilms: The Silent Role of Biofilms in Chronic Disease
• HD Video Interviews on biofilms, antibiotics, etc. with experts, youtube.com: ADRSupport/biofilm

. doi:10.1111/jpy.12280. |title= trống hay bị thiếu (trợ giúp)|tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)