Language
Country/Area
No result found
Sự sống sót của vi khuẩn Bacillus anthracis: Làm thế nào loại vi khuẩn này có thể tồn tại trong nhiều thập kỷ trong môi trường khắc nghiệt?
Bacillus anthracis, một loại trực khuẩn gram dương, là nguyên nhân gây ra bệnh than, một căn bệnh chết người có thể gây tử vong cho gia súc và đôi khi lây nhiễm cho người. Đây là loại vi khuẩn gây bệnh duy nhất trong chi Bacillus và bệnh này lây truyền từ động vật sang người. Loại vi khuẩn này lần đầu tiên được phát hiện bởi bác sĩ người Đức Robert Koch vào năm 1876 và trở thành loại vi khuẩn đầu tiên được xác minh bằng thực nghiệm là tác nhân gây bệnh, và nghiên cứu của ông đã cung cấp bằng chứng khoa học quan trọng cho lý thuyết về tác nhân gây bệnh.
Loại vi khuẩn này đã chứng minh khả năng sống sót đáng kinh ngạc trong môi trường khắc nghiệt, thậm chí có thể tồn tại trong nhiều thập kỷ trong điều kiện bất lợi. Chính xác thì điều gì làm cho nó có khả năng phục hồi như vậy?
B. anthracis dài khoảng 3 đến 5 micron và rộng từ 1 đến 1,2 micron và thường hình thành chuỗi dài sau khi nuôi cấy. Trên môi trường nuôi cấy, các khuẩn lạc màu trắng hoặc màu kem rộng vài milimét sẽ hình thành. Hầu hết các chủng B. anthracis đều tạo ra lớp phủ bảo vệ gọi là nang giúp tăng cường khả năng trốn tránh phản ứng miễn dịch. Lớp vỏ này được làm từ axit poly-D-gamma-glutamic, cho phép vi khuẩn ẩn náu khỏi hệ thống miễn dịch của vật chủ.
B. anthracis ăn hemoglobin trong máu và sử dụng hai glycoprotein tiết ra là IsdX1 và IsdX2 để lấy sắt. Chúng không chỉ có thể tách hemoglobin khỏi ma trận máu mà còn có thể đưa sắt vào tế bào thông qua các protein bề mặt tế bào. Khi ở trong môi trường thích hợp, bào tử của B. anthracis sẽ ngay lập tức hoạt động và bắt đầu phát triển, giúp vi khuẩn này có khả năng tồn tại trong tự nhiên.
Chìa khóa để sinh tồn: nội bào tử
Nội bào tử của B. anthracis đóng vai trò quan trọng đối với sự sống còn của vi khuẩn này và có cấu trúc đặc biệt, bao gồm thành tế bào dày và nhiều lớp màng. Những cấu trúc này cho phép bào tử chống lại nhiệt, sự khô hạn và nhiều chất khử trùng, đồng thời vẫn tồn tại được ngay cả sau nhiều thập kỷ hoặc nhiều thế kỷ trong điều kiện môi trường khắc nghiệt.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng bào tử của B. anthracis có thể sống sót trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt và môi trường thiếu dinh dưỡng, khiến chúng trở thành vũ khí sinh học tiềm tàng.
Cấu trúc gen và tính gây bệnh
B. anthracis có nhiễm sắc thể tròn dài khoảng 5.227.293 bp và hai plasmid DNA mạch kép ngoại sinh, pXO1 và pXO2, là những yếu tố chính trong khả năng gây bệnh của nó. Đặc biệt, plasmid pXO1 chứa các gen liên quan đến độc tố bệnh than và sự biểu hiện của các gen này được điều chỉnh bởi protein vận chuyển.
Nhiễm trùng và biểu hiện lâm sàngNhiễm trùng B. anthracis không được điều trị thường gây tử vong và các triệu chứng nhiễm trùng khác nhau tùy thuộc vào đường xâm nhập. Bệnh than da là loại phổ biến nhất, chiếm khoảng 95% các trường hợp và cuối cùng hình thành hoại tử đen tại chỗ. Hít phải bệnh than cực kỳ nguy hiểm, thường gây ra các triệu chứng giống như cảm lạnh, sau đó phát triển thành các vấn đề nghiêm trọng về hô hấp.
Mặc dù vắc-xin phòng bệnh than đã được nhà hóa học người Pháp Louis Bastel phát triển từ năm 1881, nhưng hiện nay vẫn còn nhiều loại vắc-xin khác nhau để lựa chọn. Trong điều trị nhiễm trùng, các loại kháng sinh thường dùng như penicillin và fluorinolton có thể cho thấy hiệu quả chữa bệnh tốt.
Kỹ thuật sinh tồn đang phát triển
Lịch sử tiến hóa của B. Anthracis diễn ra trên toàn bộ bộ gen và mối quan hệ của nó với các vi khuẩn khác cũng rõ ràng hơn. B. Bộ gen của Anthracis rất nhất quán và sự biến đổi của các đột biến tương đối nhỏ, điều này cũng làm cho tốc độ tiến hóa của nó tương đối chậm. Những đặc điểm như vậy giúp B. anthracis điều chỉnh hiệu quả chiến lược sinh tồn của mình khi đối mặt với những thách thức về môi trường.
Tương tác giữa các tế bào của B. anthracis và hệ thống miễn dịch cực kỳ phức tạp và chứng minh khả năng điều chỉnh phản ứng miễn dịch của vật chủ của vi khuẩn. Những chiến lược sinh tồn này chắc chắn giúp nó thể hiện khả năng phục hồi và thích nghi mạnh mẽ về mặt sinh học.
Với sự tiến bộ của khoa học, hiểu biết của chúng ta về B. anthracis ngày càng sâu sắc hơn, nhưng loại vi khuẩn này vẫn gây ra mối đe dọa lớn. Từ thời xa xưa đến nay, chúng ta có thực sự hiểu được cách sinh tồn của nó không?
