4. Bố cục đề tài
3.2.2Thử nghiệm đặc tính sinh biofilm của KL12
Khả năng sản sinh biofilm của KL12 được thể hiện trên Hình 3.6. Kết quả tạo màng biofilm trên mơi trường giàu dinh dưỡng dạng rắn cịn gọi là màng sinh học trưởng thành từ khuẩn lạc (hình 3.6a). Vì ban đầu với thể tích
y = 14,219x + 0,2139 R² = 0,9917 0 2 4 6 8 10 12 14 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
rất nhỏ được thả trên bề mặt agar, dần hình thành khuẩn lạc cĩ hình thái giống với B. subtilis nhưng lớn hơn. Khuẩn lạc này dần lan rộng thành lớp màng sinh học trưởng thành.
Hình 3.6 a. Biofilm được tạo thành trên bề mặt mơi trường rắn LBA của KL12; b. Biofilm được tạo thành trên bề mặt mơi trường lỏng LB
của KL12
Kết quả của quá trình hình thành màng sinh học thành trong mơi trường lỏng được thể hiện ở hình 3.6b. Ngồi ra, việc xác định mật độ KL12 trong lớp màng sinh học sẽ được mơ tả kết quả trong phần dưới.
Tương tự như các nghiên cứu trước đây, KL12 cũng biểu hiện khả năng hình thành biofilm ở mơi trường lỏng và rắn. Màng sinh học B. subtilis chủ yếu được nghiên cứu bằng cách sử dụng một chủng cĩ tên là NCIB3610 và ba cách bố trí thí nghiệm, đĩ là: hình thành tế bào, nơi mà cộng đồng vi khuẩn phức tạp hình thành ở bề mặt khơng khí-lỏng[11], hình thành khuẩn lạc trên bề mặt thạch bán rắn và cuối cùng, với vai trị của B. subtilis như một tác nhân kiểm sốt sinh học trong mơi trường nơng nghiệp, ngày càng nhiều nghiên cứu tập trung vào sự hình thành màng sinh học trên rễ cây [7][21]. Một nguyên tắc cơ bản liên kết các mơ hình này là B. subtilis hoạt động như
một cộng đồng hợp tác bằng cách phân biệt quần thể tiền thân isogenic thành các loại tế bào chuyên biệt [77] và bằng cách sản xuất các đại phân tử tạo thành ma trận màng sinh học [10][66]. Chất nền màng sinh học B. subtilis bao gồm các protein được gọi là TasA và TapA [10][68] và một polysaccharide cĩ trọng lượng phân tử lớn được sản xuất ra[64]. Việc kết cấu màng sinh học trưởng thành cũng yêu cầu sự hiện diện của protein màng sinh học được gọi là BslA (trước đây là YuaB)[47][66]. Cấu trúc của màng sinh được chia thành hai vùng rõ rệt: lõi và màng ngồi, lõi đặc trưng bởi sự hiện diện của các sợi đan chéo của vi khuẩn sống cĩ thể được xem như việc hình thành "nếp nhăn" trong màng sinh học.
Với cơng trình nghiên cứu của Gingichasvili và các cộng sự cơng bố năm 2018 về đặc điểm hình thái và động học phát triển của màng sinh học đã phân tích cấu trúc màng sinh học do khuẩn lạc tạo thành trên mơi trường dinh dưỡng rắn, bao gồm hai vùng khác nhau của các quần thể phụ bao bọc thành màng sinh học - vùng “lõi” trung tâm và vùng “mở rộng” xung quanh nĩ[38]. Kết quả của họ chứng minh rằng màng sinh học phức tạp của B. subtillis được phát triển trên mơi trường thúc đẩy màng sinh học [mơi trường lysogeny tiêu chuẩn (LB) bổ sung mangan và glycerol] được đặc trưng bởi cấu trúc phức hợp ba chiều, phát triển nhanh chĩng, được quan sát cho thấy ở lõi của nĩ khá rõ so với màng sinh học được nuơi trên LB thơng thường. Khi màng sinh học phát triển, kích thước lõi hầu như khơng thay đổi trong quá trình phát triển và sự mở rộng của khuẩn lạc chủ yếu là do sự mở rộng diện tích của các quần thể tế bào bên ngồi. Hơn nữa, khi so sánh sự phát triển của vi khuẩn trên thạch thúc đẩy màng sinh học với sự phát triển của các khuẩn lạc được cấy trên LB, họ nhận thấy sự giảm đáng kể trong sản xuất protein huỳnh quang xanh (GFP) của các khuẩn lạc tạo thành một màng sinh học phức tạp hơn. Điều này cho thấy rằng sự hình thành màng sinh học phức tạp cĩ tác động giảm dần đối với
quần thể tế bào ở lõi màng sinh học, cĩ thể là do sự kết hợp của giảm tỷ lệ trao đổi chất và tăng mức độ chết của tế bào trong vùng này.