海洋假交替单胞菌生物膜产ROS特性研究

海洋微生物可以产生胞外活性氧(reactive oxygen species,ROS),为深海无光区提供了活性氧.而在实际海洋环境中,海洋微生物更倾向于以生物膜形式生长,但生物膜形态对菌体产ROS的影响鲜见报道.考察了海洋假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)GCY生物膜产ROS特性.结果表明,GCY生物膜胞外H2 O2、O2瞯-以及瞯O H等产量均高于游离菌体,其中生物膜体系H2 O2产量及O2瞯-产量最高可达到游离菌体体系的3.10倍和3.56倍.同时L-氨基酸氧化酶(LAAO)、脱氢酶活性(DHA)、电子传递系统活性(ETSA)均有所提高.以生物膜形式生长的GCY与游离态GCY相比,胞外聚合物组分中多糖和蛋白质含量均有提升,胞外聚合物(EPS)总量增加了149 mg·L-1,增强了细胞黏附性并减少了ROS对细胞造成的损伤.     

微流控技术在生物膜研究中的应用

生物膜是由细菌及其分泌的胞外聚合物组成的微生物簇. 目前,生物膜培养和研究多采用静态培养平台（如培养皿和孔板）,这种方式缺乏精准模拟理化微环境、高通量以及原位分析细菌行为的能力. 近年来,微流控技术作为一种在微米尺度处理和操纵流体的新技术,在生物膜研究中的应用不断增加,且取得了一系列突破性进展. 文章系统综述了最新的基于微流控技术的生物膜研究成果,总结并展望了微流控技术辅助生物膜研究的优缺点及未来方向,以期为全面了解和拓展微流控技术在生物膜研究中的应用提供帮助.     

细菌生物膜耐药机制研究进展

生物膜是细菌为适应环境利于生存的一种群居生活现象,包括了细菌的粘附、发展和成熟三个阶段。因其独特的多细胞结构、自分泌的胞外多糖的屏障作用及缓慢生长等作用机制,生物膜成为了引起临床各类持续性慢性感染的重要成因。本文就生物膜的调控、致病机制和生物膜所致慢性感染的预防与控制进行综述。     

磷酸氢二钾法分离自然水体中的生物膜胞外聚合物

利用磷酸氢二钾水溶液作为萃取剂,对自然水体中培养的生物膜胞外聚合物进行了萃取和分离。通过时糖类、蛋白质、DNA含量的测定,选择了最佳萃取分离条件。     

氢氧化钠法分离自然水体中的生物膜胞外聚合物

利用氢氧化钠水溶液作为萃取剂,对自然水体中培养的生物膜中的胞外聚合物进行了萃取和分离。通过对糖类、蛋白质、DNA 含量的测定,选择了最佳萃取分离条件。     

细菌生物膜与抗生素耐药

抗生素耐药已成为一个全球关注的严重问题,也是科学界研究的热点问题.近年来的研究成果揭示,抗生素的耐药问题除了与耐药菌株的大量产生有关外,还与致病菌在人体内以生物膜(biofilms)的方式生长密切相关.生物膜是细菌粘附在物体表面上形成的一种具有高度结构性的膜状复合物,其主要成分为细菌分泌的胞外基质和细菌菌体.生物膜的形成显著增强了生物膜内细菌对抗生素、化学杀菌剂以及机体免疫系统的抵抗能力.结合国外近年来的研究成果,介绍了生物膜的发生发展,阐述了对人类健康的危害,重点讨论了细菌生物膜类感染难以根除的原因和对抗生素耐药的可能机制,并根据其特性对细菌生物膜类感染的防治提出一些看法.     

胞外聚合物(EPS)在藻菌生物膜去除污水中Cd的作用

基于藻菌生物膜在自然水体和污水生物处理工艺中起到去除水体中重金属的重要作用．在室内模拟实验的基础上探讨了丝藻(Ulothrix sp.)-细菌生物膜所分泌的胞外聚合物(EPS)与藻菌生物膜去除毒性金属Cd之间的关系．研究结果表明：EPS主要由丝藻产生，其含量与污水中Cd的去除率及生物膜中Cd的积累量之间相关性良好．处理含Cd污水生物膜和对照组的生物膜ATP的含量比较表明：Cd对藻菌生物膜整体上具有一定的毒性，并在一定程度上抑制了生物膜的活性和生物量的增长．而且，丝藻所分泌的EPS为与其共生的细菌及其本身提供了一个缓冲Cd毒性的微环境，这使藻菌生物膜能在不利的环境中保持较高的活性并能持续有效地去除水体中的Cd．     

光照波长影响光合细菌生物膜生长特性实验

在平板式生物膜反应器内,研究波长范围为420~590 nm的3种不同单色光源对高效光合产氢细菌生物膜生长特性的影响进行实验,讨论了不同光照波长对沼泽红假单胞菌生物膜表面覆盖率、膜厚、干重和密度的影响。实验结果表明,不同的光照波长对生物膜生长速率及结构具有重要影响,在相同的时间间隔内,生物膜表面覆盖率随着光照波长的增加而增加,而光照波长对生物膜干重影响很小,在实验运行4 d后,生物膜厚度随着波长的增加而减小;光照波长越长,生物膜密度越高,这是由于较短的光照波长抑制了细菌的分裂及胞外高聚物的生成。     

EDTA萃取法分离自然水体中生物膜胞外聚合物

用EDTA水溶液作为萃取剂，对自然水体中培养的生物膜胞外聚合物进行了萃取和分离．通过对糖类、蛋白质、DNA含量的测定，选择了最佳萃取分离条件．结果表明该方法萃取效率高、操作简便、重现性好．     

基于多元相场理论的细菌生物膜生长动力学建模及其数值模拟

细菌生物膜普遍存在于自然界和工业环境中.将细菌生物膜视为由多种组元组成的不可压缩的黏性流体,结合多元相场理论、物质连续方程、动量守恒方程、溶质场控制方程和生物反应动力方程对细菌生物膜生长动力学进行建模.通过对模型的数值模拟,可以描述细菌和胞外聚合物在静态环境和动态环境中的生长状况以及营养物质的消耗规律.     

MWCNT-PEI对细菌菌膜生长和结构的影响

菌膜是细菌适应周围环境的重要生存模式，在调控地球物质循环方面发挥着积极作用.碳纳米材料由于其独特的理化性质，在多个领域得到广泛应用.这些材料释放到环境中是否会影响菌膜生长和结构的变化，成为纳米毒理学领域的前沿热点.文章合成了一种接枝聚乙烯亚胺的多壁碳纳米管（MWCNT-PEI），具有良好的分散性、稳定性，以及优异的抗菌能力.同时，MWCNT-PEI会改变菌膜的生长周期和成熟菌膜结构组分，即刺激细菌分泌更多的胞外多聚物基质（EPS）.文章可为评估碳纳米材料的环境风险提供理论指导，也可为调控菌膜生长和结构提供新思路.     

Quorum-sensing signals indicate that cystic fibrosis lungs are infected with bacterial biofilms

The bacterium Pseudomonas aeruginosa permanently colonizes cystic fibrosis lungs despite aggressive antibiotic treatment. This suggests that P. aeruginosa might exist as biofilms--structured communities of bacteria encased in a self-produced polymeric matrix--in the cystic fibrosis lung. Consistent with this hypothesis, microscopy of cystic fibrosis sputum shows that P. aeruginosa are in biofilm-like structures. P. aeruginosa uses extracellular quorum-sensing signals (extracellular chemical signals that cue cell-density-dependent gene expression) to coordinate biofilm formation. Here we found that cystic fibrosis sputum produces the two principal P. aeruginosa quorum-sensing signals; however, the relative abundance of these signals was opposite to that of the standard P. aeruginosa strain PAO1 in laboratory broth culture. When P. aeruginosa sputum isolates were grown in broth, some showed quorum-sensing signal ratios like those of the laboratory strain. When we grew these isolates and PAO1 in a laboratory biofilm model, the signal ratios were like those in cystic fibrosis sputum. Our data support the hypothesis that P. aeruginosa are in a biofilm in cystic fibrosis sputum. Moreover, quorum-sensing signal profiling of specific P. aeruginosa strains may serve as a biomarker in screens to identify agents that interfere with biofilm development.     

活性污泥和生物膜的胞外聚合物提取方法比较

采用加热法、NaOH法、硫酸法、阳离子交换树脂（CER）法、甲醛-NaOH法对3个污水厂的5种生物膜和活性污泥的胞外聚合物（EPS）进行提取实验研究,并以常规高速离心作为对照组.结果表明,不同的提取方法对同一种污泥的EPS各组分构成影响较大.一般情况下,提取总量按从多到少排列如下：NaOH法〉加热法〉甲醛-NaOH法〉...     

Caenorhabditis elegans: plague bacteria biofilm blocks food intake

Bubonic plague is transmitted to mammals, including humans, by the bites of fleas whose digestive tracts are blocked by a mass of the bacterium Yersinia pestis. In these fleas, the plague-causing bacteria are surrounded by an extracellular matrix of unknown composition, and the blockage depends on a group of bacterial genes known as the hmsHFRS operon. Here we show that Y. pestis creates an hmsHFRS-dependent extracellular biofilm to inhibit feeding by the nematode Caenorhabditis elegans. Our results suggest that feeding obstruction in fleas is a biofilm-mediated process and that biofilms may be a bacterial defence against predation by invertebrates.     

Bio-oxidation of pyrite, chalcopyrite and pyrrhotite by Acidithiobacillus ferrooxidans

This paper deals with the bio-oxidation processes by Acidithiobacillus ferrooxidans of pyrite, chalcopyrite and pyrrhotite. Our experimental results show distinctive bio-oxidation characteristics for the three sulfide minerals. In the presence of A. ferrooxidans, the sulfide oxidation rates generally decrease in the order of pyrrhotite, chalcopyrite and pyrite. The pH during bio-oxidation of pyrite tends to decrease as a whole, whereas a rise-fall pattern was recorded for both chalcopyrite and pyrrhotite in their pH variations. No deposition was observed during the bio-oxidation of pyrite, suggesting a possible link to lower pH value in the process. However, large amounts of jarosite and element sulfur were determined in the bio-oxidation processes of chalcopyrite and pyrrhotite. A. ferrooxidans individuals were found directly as attachments to erosion pits on the smooth surface of pyrite. The erosion pits are similar to the bacterium in shape and length, and thus are probably products of dissolution of organic acid secreted by the cells on the mineral surface. More complicatedly, biofilm exists on the surfaces of chalcopyrite and pyrrhotite. This type of structured community of A. ferrooxidans is enclosed in the extracellular polymeric substances (EPS), and covered with the deposition generated in the bio-oxidation processes of chalcopyrite and pyrrhotite. Different bio-oxidation processes of pyrite, chalcopyrite and pyrrhotite may be linked mainly to characteristics of individual minerals and the pH in the reaction solution of the bio-oxidation system.     

土壤细菌胞外聚合产物对溶液中U(VI)的去除动力学研究

通过分离和扩培土壤细菌,提取其胞外聚合产物,进行在不同温度下对土壤细菌胞外聚合产物和土壤细菌产量的影响研究,同时进行反应时间对土壤细菌胞外聚合产物去除溶液中U(VI)的影响研究。采用准一级动力学方程和准二级动力学方程对其进行动力学进行分析,研究结果显示在303 K下培养土壤细菌并进行土壤细菌胞外聚合产物的提取较为合适。298 K、308 K和318 K的温度下,土壤细菌胞外聚合产物去除U(VI)在120 min左右达到反应平衡,平衡去除量分别为4. 97 mg/g,8. 75 mg/g,6. 96 mg/g。准二级动力学方程比准一级动力学方程能更好的描述反应进程,说明了土壤细菌胞外聚合产物去除U(VI)是一个以化学机制为主的反应。     

环肽、3-苯乳酸与苯丙酸组合物对双菌生物被膜的影响

为研究植物乳杆菌CCFM8724产生的3种代谢物环亮氨酸脯氨酸二肽、3-苯乳酸、苯丙酸对变异链球菌和白色念珠菌双菌生物被膜的作用及其作用机制,测定了3种代谢物的组合物对变异链球菌和白色念珠菌双菌生物被膜量、胞外多糖和胞外蛋白产量、群体感应信号分子AI-2产量及生物被膜结构的影响,并通过分子对接的方式探究小分子代谢物结合致病菌靶点的方式和构象。结果表明:组合物的干预使变异链球菌和白色念珠菌双菌生物被膜量减少了79.4%,水不溶性胞外多糖和胞外蛋白的产量分别减少了63.8%、60.2%,群体感应信号分子AI-2产量减少了80.7%,同时破坏了生物被膜结构。分子对接结果显示:组合物可以与变异链球菌PtxA蛋白和白色念珠菌Fba蛋白的靶点结合,影响其糖代谢,进而抑制二者形成生物被膜。通过探究植物乳杆菌CCFM8724抑制双菌生物被膜潜在的物质基础,旨在从分子水平揭示组合物环亮氨酸脯氨酸二肽、3-苯乳酸、苯丙酸可能的抑菌机理,为植物乳杆菌CCFM8724及其代谢物组合物开发口腔益生菌和后生元产品提供一定的理论依据。     

细菌生物膜的自然属性与致病性

细菌生物膜是相对于单个分散游离状态的细菌而言的另一种独特的生存形式,其最具特征性的表型决定了这种群聚性细菌集团对人体内环境和对自然界有着广泛的适应性.     

鲤鱼体表出血感染症的病原菌检验

对鲤鱼体表出血感染症病例进行了病原细菌方面的检验,从４尾发病鱼的皮肤病变部位及１尾新鲜病死鱼的皮肤病变部位与肝脏均分离到了几乎纯一的同种细菌。从每尾鱼的分离菌各做纯培养２株共１０株进行了鉴定,结果初步表明为嗜水气单胞菌（Ａｅｒｏｍｏｎａｓｈｙｄｒｏｐｈｉｌａ）,经人工感染发病试验表明该菌为本例鲤鱼体表出血感染的病原菌。经测定对常用抗菌类药物的敏感性,结果分离菌株均对供试的链霉素等１１种高敏,对红霉素敏感,对青霉素等３种耐药