Bacillus: Gram-positive stavbakterier, endosporer og vigtige arter

Bacillus er en slægt af stavformede bakterier. De er Gram-positive, hvilket betyder, at de har en tyk peptidoglykan-holdig cellevæg (de farves violet ved Gram-farvning) og ofte bærer teichonsyrer i cellevæggen.

Egenskaber og forekomst

Baciller er typisk aerobe eller facultativt anaerobe — dvs. de vokser bedst med ilt, men nogle kan også vokse uden ilt. De findes næsten overalt i naturen: i jord, vand, luft, på planter og i tarmkanaler hos dyr. Mange arter danner lange kæder af celler eller forekommer enkeltvis. De er ofte katalase-positive og kan være motile afhængig af arterne.

Endosporer: overlevelsesstrategi

Under ugunstige forhold kan Bacillus-arter danne endosporer. Endosporer er ikke reproduktive sporer, men ekstremt modstandsdygtige, hvilende strukturer, som beskytter det genetiske materiale og vitale cellekomponenter. Endosporer kan modstå varme, udtørring, stråling og mange kemikalier og forblive levedygtige i årtier i miljøet. Sporulation og germination (genaktivering) er velregulerede biologiske processer, som gør Bacillus særligt persistent i naturen og relevant for både økologi og sygdomsspredning (fx B. anthracis).

Vigtige arter og deres betydning

Nogle arter af Bacillus er særligt bemærkelsesværdige:

Bacillus anthracis, som forårsager miltbrand. Denne art kan danne langlivede sporer i jord, og infektionsformen afhænger af indgangsporten (hud, lunger, tarm). B. anthracis har også en polypeptidkapsel og producerer toksiner, som er centrale for sygdommens alvor.
Bacillus subtilis betragtes som en modelorganisme. Den anvendes ofte i genteknologi, til studier af sporulation, genregulering og til industriel produktion af enzymer (f.eks. proteaser, amylaser) samt i fermenteringsprocesser.
Bacillus cereus, som er ansvarlig for en form for fødevareforgiftning. B. cereus kan producere to typer toksiner: et varmetoksin (emetisk, ofte associeret med ris) og enterotoksiner, der forårsager diarré. Infektioner er oftest selvbegrænsende, men kan være alvorlige hos immunsupprimerede personer.
Bacillus thuringiensis, som anvendes til skadedyrsbekæmpelse. Den producerer et giftstof, som kan dræbe nogle møl og visse sommerfugle. Toksinerne (såkaldte Cry-proteiner) er selektive for insekter og anvendes både som biologisk insektmiddel og i gensplejsede afgrøder (Bt-afgrøder).

Påvisning og laboratoriekarakteristika

Bacillus påvises ofte ved Gramfarvning (Gram-positive stave), dyrkning på almindelige laboratoriemedier (de vokser let på næringsagar), og ved spektre som hemolyse på blodagar. Endospore-farvning (f.eks. malachitgrøn) kan vise sporer i cellerne. Identifikation kan suppleres med biokemiske tests, MALDI-TOF eller molekylære metoder (PCR, sekventering).

Anvendelser og nytteværdien

Udover sygdomsårsagerne har Bacillus-arter stor industriel og bioteknologisk betydning: produktion af enzymer, probiotika (f.eks. nogle Bacillus-stammer i fodersupplementer), biopesticider (B. thuringiensis) og fermenterede fødevarer. B. subtilis bruges som modelorganisme i forskning og som værtsorganisme til produktion af proteiner.

Forebyggelse, behandling og sikkerhed

Forebyggelse afhænger af arten: veterinær vaccination og kontrol i husdyrhold mindsker B. anthracis-risiko; korrekt håndtering og opbevaring af fødevarer reducerer B. cereus-forgiftning. Antibiotikabehandling anvendes ved alvorlige infektioner (f.eks. penicillin/fluoroquinoloner for miltbrand, under vejledning af infektionsmediciner). B. thuringiensis-produkter betragtes som relativt sikre for mennesker, men anvendelse følger regler for pesticider.

Bacillus anthracis

Bacillus subtilis

Bacillus cereus

Samlet vurdering: Slægten Bacillus rummer både harmløse og gavnlige arter samt alvorlige patogener. Deres evne til at danne resistente endosporer gør dem særligt interessante og nogle gange udfordrende i både medicinske, fødevare- og miljømæssige sammenhænge.

Relaterede sider

Listeria
Bacillus (form)

Spørgsmål og svar

Sp: Hvad er Bacillus?

A: Bacillus er en slægt af stavformede bakterier.

Spørgsmål: Er Bacillus Gram-positive?

A: Ja, de er Gram-positive, hvilket betyder, at de har et ekstra ydre cellelag.

Spørgsmål: Hvordan respirerer Bacilli?

A: De respirerer aerobt.

Spørgsmål: Hvor kan vi finde dem i naturen?

A: De findes overalt i naturen.

Spørgsmål: Hvad sker der, når miljøet bliver stressende for Bacilli?

Svar: Under stressende forhold producerer de endosporer, som kan forblive i en hvilende tilstand i lange perioder.

Spørgsmål: Hvilke arter af Bacillus er værd at bemærke? A: Blandt de mest bemærkelsesværdige Bacillus-arter kan nævnes Bacillus anthracis (der forårsager miltbrand), Bacillus subtilis (der betragtes som en modelorganisme, der ofte anvendes i genteknologi), Bacillus cereus (der er ansvarlig for en form for fødevareforgiftning) og Bacillus thuringensis (der anvendes i skadedyrsbekæmpelse til at producere toksiner, som kan dræbe visse møl og visse sommerfugle).