בידוד מיקרואורגניזמים: טכניקות וחשיבות - ביולוגיה - 2025

הבידוד של מיקרואורגניזמים כרוך סט של טכניקות המשמשות לחלץ להפריד בין מינים של חיידקים של עניין מן הגידול הטבעי שלהם במבחנה המחיה. טכניקות אלה הן מערך של כלים בסיסיים והכרחיים רבים למחקרים מיקרוביולוגיים.

מרבית המיקרואורגניזמים הידועים והוגדרו על ידי המדע הם אלה שהצליחו לבודד ולהחזיק במכולות המדמות, בחלקם, את התנאים המהותיים של המקומות בהם הם חיים.

תמונה אופיינית למושבות של מיקרואורגניזמים דמויי חיידקים המבודדות על מדיום מוצק בתוך צלחת פטרי (תמונה מאת nadya_il באתר www.pixabay.com)

אולי אחד הגברים הראשונים שהתאמנו בבידודם של מיקרואורגניזמים היה אנטון ואן ליוונהוק (1632-1723), אשר אסף ובודד דגימות של חיידקים ממספר גדול של מקומות ומערכות אקולוגיות כדי להתבונן בהם בקפידה תחת מאות המיקרוסקופים שתכנן. .

עם זאת, רק בזמנם של המדענים לואי פסטר ורוברט קוך, במהלך המאה ה -19, החלו להתבצע נהלים קפדניים ששימשו לבידוד מיקרואורגניזמים ספציפיים, והכל בכדי להיות מסוגלים ללמוד אותם לפרטי פרטים. .

שלא כמו ליוונהוק, חוקרים אלה התמקדו בבידוד מינים מוגדרים משאר המינים של חיידקים בסביבה. בנוסף, הם היו מעוניינים להחזיק אותם בחיים זמן רב ככל האפשר מחוץ לסביבתם הטבעית.

כיום פותחו טכניקות מדויקות לבידוד וצמיחה של מיקרואורגניזמים רבים ושונים המתקבלים כמעט מכל סביבה בביוספרה.

טכניקות בידוד של מיקרואורגניזם

כל בידוד המיקרואורגניזם מתחיל באיסוף מדגם בטבע בו נמצאים המיקרואורגניזמים המעניינים. מקומות אלו יכולים להיות פצעים ברקמות של בעלי חיים או צמחיים, קרקעות או מצעים, שלוליות, ים, משטחים כמו עור וכו '.

הדגימה נלקחת על ידי נגיעה או תמיכה במיכל שיש בו מדיום עם הדרישות המתאימות לגידול מיקרואורגניזמים על פני השטח ממנו רצוי לבודד. במיכל זה תקבלו מה שמכונה "תרבות" של חיידקים.

באופן כללי, היבול הראשון שמתקבל מבתי גידול טבעיים הוא ללא ספק "יבול מעורב", כלומר אחד המורכב ממספר גדול של מינים שונים של חיידקים.

עם זאת, רוב המינים של מיקרואורגניזמים יכולים להיות מבודדים זה מזה במעבדה, תוך שהם מבקשים להשיג תרבויות מיקרואורגניזם שרק מינים מעניינים גדלים או במילים אחרות, להשיג "תרבויות טהורות".

בעיקרו של דבר, התהליך שמתבצע להשגת "תרבויות טהורות" הוא מה שמכונה "בידוד של מיקרואורגניזמים".

ישנן מספר גדול של טכניקות לבידוד מיקרואורגניזמים, ויש אפילו כאלה הספציפיות לסוג מסוים של מיקרואורגניזם בפרט. במקרים אחרים ניתן להשיג תרבות טהורה רק על ידי איסוף הדגימה מהסביבה הטבעית.

בין טכניקות הבידוד המשמשות ביותר להפרדת מין המעניין שנמצא בתקשורת מעורבת בתרבות הם:

שריטות או פסים

אולי זו השיטה הנפוצה ביותר לבידוד מיקרואורגניזמים. טכניקה זו מורכבת מהכנת מדיום מוצק סטרילי עם כל התרכובות התזונתיות הנחוצות לגידול המיקרואורגניזם במיכל זכוכית, כמו למשל צלחת פטרי.

באמצעות מכשיר משובח, מחודד בדרך כלל, נוגעים במיקרואורגניזם שיש לבודד אותו בתרבות המעורבת, ואז, במדיום המוצק הסטרילי, קצה המכשיר שאיתו נגע המיקרואורגניזם מתחיל לגלוש מצד לצד לאורך כל השטח לוחית רישוי.

זה נעשה באינטנסיביות קדימה ואחורה על פני המדיום המוצק או הצומק, כאילו היה זיג-זג. לרוב זה נעשה עד לכיסוי של כשליש מקוטר האגר בצלחת.

מיזוג עם המדיום או הציפוי

עבור שיטה זו, דילול של המדיום בו חיים החיידקים שנאספו מתבצע עד לנקודה בה נותרו רק כמה מאות תאים לכל מיליליטר של המדיום בו הם מדוללים.

מדילול זה נלקחים כמה מיליליטרים ומערבבים עם המדיום שיוסף למכל לפני שהוא מתמצק. כאשר נוצרת תערובת בין המדיום הזועף לבין המדיום הנוזלי בו נמצאים המיקרואורגניזמים, הם נותרים שקועים במדיום ונראים לעין רק עד שהם מתפשטים כמושבה.

ככל שהם מתפתחים כמושבה, קל יותר להפריד אותם משאר המיקרואורגניזמים בשיטות אחרות כמו שריטות, למשל.

דילולים טוריים

שיטה זו מורכבת מביצוע דילולים סדרתיים של המדיום בו נמצאים המיקרואורגניזמים. דוגמא לכך הן הדילולים שנעשים לטיהור לקטוקוקוס לקטיס או לקטובצילוס אסידופילוס, חיידקים האחראים על ייצור גבינה ויוגורט.

כמיליליטר נלקח מצינור המכיל חלב חמוץ או יוגורט מותסס בעבר ומיליליטר זה מחוסן לחלב סטרילי ללא מיקרואורגניזמים. בהמשך נלקח כמיליליטר של חלב כאמור והתהליך חוזר על עצמו.

זה חוזר על עצמו כשלוש-ארבע פעמים ברציפות, מה שהופך את הסבירות הגבוהה להשיג Lactococcus lactis או Lactobacillus acidophilus במדיום מבודד מזהמים שעשויים לייצג חיידקים אחרים.

תצלום מפורט של האתר וחומרים טיפוסיים לבידוד מיקרואורגניזמים (תמונה מאת Sintija Valucka באתר www.pixabay.com)

הליך העשרה

מתודולוגיה זו מושגת על ידי גידול המיקרואורגניזמים בתקשורת תרבית בתנאים המעוררים או מקלים את גידול המינים המעניינים, ובמקרים רבים, בתנאים המעכבים את צמיחתם של מיקרואורגניזמים אחרים מזוהמים.

חיידקים של הסוג סלמונלה גדלים בתקשורת תרבותית המועשרת בסלניט, מכיוון שמיקרו-אורגניזמים אלה הופכים סלניום לסלניום במטרה לחילוף חומרים. הסלנית במדיום מקשה על הטמעת חומרי התזונה למיקרואורגניזמים שאינם סלמונלות.

טכניקה ייחודית או בלעדית

זו אולי הטכניקה הקשה והפחות יעילה לבידוד חיידקים. זה כרוך בהנחת טיפה של המדיום (המדגם) בו המיקרואורגניזמים שוכנים על מכסה כיסוי סטרילי ואז מניחים אותו על במת המיקרוסקופ.

מאוחר יותר, תוך כדי התבוננות, מוסר תא בודד בעזרת מיקרו-פיפטה סטרילית. הטיפה מונחת על כיסויי כיסוי סטריליים נוספים המדוברים בטמפרטורה המתאימה למיקרואורגניזם. לבסוף, הוא נצפה שוב תחת המיקרוסקופ כדי להראות צמיחה.

אם צמח תאים חדשים מהתא הבודד שנלקח בתצפית מחודשת, הם מתווספים למדיום תרבות סטרילית בכדי להשיג תרבות טהורה ומבודדת לחלוטין.

טכניקות בהתאמה אישית

ישנם אינספור חיידקים שונים על פני כדור הארץ, המפוזרים כמעט בכל המערכות האקולוגיות הידועות. מיקרו-אורגניזמים מסוימים ידועים בשם Extremophiles ודורשים תנאים ייחודיים להתפתחותם ולגדילתם.

תנאים קיצוניים אלה מועילים ובעל חיסרון לבידוד, מכיוון שהם אומנם, למרות שהם מאפשרים רק צמיחה של מיקרואורגניזמים אלה, הם יכולים להיות קשה ליצור מחדש במבחנה.

חֲשִׁיבוּת

בידוד המיקרואורגניזמים ייצג את אחת ההתקדמות החשובות ביותר בתחום המדע והרפואה. זה איפשר לאנושות ללמוד ולפתח טיפולים יעילים נגד פתוגנים מיקרוביאלים שונים.

נכון לעכשיו ידוע בוודאות שמיקרואורגניזמים מהווים חלק מהותי מכל המערכות האקולוגיות, כך שהשגת בידודם של חלקן עם חשיבות יחסית לאדם מאפשר לחוקרים ללמוד אותם באופן אינטנסיבי, על מנת להבין לעומק תפקידו בכל מערכת אקולוגית.

הפניות

1. De Kruif, P. (1996). ציידי מיקרובים. הוטון מפלין הארקורט.
2. López, MJ, Nichols, NN, Dien, BS, Moreno, J., & Bothast, RJ (2004). בידוד מיקרואורגניזמים לניקוי רעלים ביולוגיים של הידרוליזה של lignocellulosic. מיקרוביולוגיה יישומית וביוטכנולוגיה, 64 (1), 125-131.
3. ספיניו, ג ', טרמלי, ל., גלי, ר., פגלה, סי, ודה פורי, ד.מ. (2005). סינון ביולוגי של אדי דיכלורמתן: בידוד של מיקרואורגניזמים.
4. Tresner, HD, & Hayes, JA (1970). מתודולוגיה משופרת לבידוד מיקרואורגניזמים של אדמה. Appl. סביבה. מיקרוביול. , 19 (1), 186-187.
5. Willey, JM, Sherwood, L., & Woolverton, CJ (2009). עקרונותיו של פרסקוט למיקרוביולוגיה. בוסטון (תואר שני): השכלה גבוהה מקגרוב-היל.