BÁO CÁO SINH HỌC PHÂN TỬ CHỦ ĐỀ MÀNG SINH HỌC (BIOFILM)

Khái niệm Biofilm Màng sinh học Biofilm là tập hợp các vi sinh vật liên kết chặt chẽ với nhau ở trên bề mặt vật chất và được bao bọc bởi chất nên ngoại bào có thành phần chính là polysa

Giảng viên hướng dẫn: Trần Nhân Dũng

Thành viên:

Nguyễn Thị Phương Thảo B2011939

BÁO CÁO SINH HỌC PHÂN TỬ

CHỦ ĐỀ MÀNG SINH HỌC (BIOFILM)

Khái niệm

Biofilm

NỘI DUNG

Cấu trúc

Quá trình hình

thành

Vai trò và ứng dụng

1 Khái niệm Biofilm

 Màng sinh học Biofilm là tập hợp các vi sinh vật liên kết chặt chẽ với nhau ở trên bề mặt vật chất và được bao bọc bởi chất nên ngoại bào

có thành phần chính là polysaccharide

 Trong tự nhiên, màng sinh học thường là sự liên kết của vi khuẩn, nấm, tảo, xạ khuẩn

2 Cấu trúc

Hai thành phần chính: tập hợp tế bào vi sinh vật và mạng lưới các chất ngoại bào

Các tế bào liên kết với nhau có trật tự, đảm bảo sự trao đổi thông tin liên tục diễn ra giữa các tế bào

Trong biofilm ngoài thành phần tế bào thì có tới 97% là nước,

3 đến 6% còn lại là EPS và ion

2 Cấu trúc

Mạng lưới các chất ngoại bào (EPS)

EPS có thể chiếm 50% đến 90% của tổng cacbon hữu cơ của các màng sinh học và có thể coi là thành phần chính của màng sinh học.

Mạng lưới các chất ngoại bào dày 0,2 đến 1 µm Bao quanh các tế bào, tạo nên cấu trúc đặc trưng cho biofilm

Các kênh dẫn truyền nước, chất dinh dưỡng lưu thông trong Biofilm nhờ mạng lưới các chất ngoại bào.

Mạng lưới các chất ngoại bào cũng góp phần loại bỏ các chất thải

không cần thiết

Hàm lượng EPS nhiều -> màng sinh học dày, thời gian tồn tại càng lâu

3 Quá trình hình thành Biofilm

5 Giai đoạn hình thành Biofilm

Giai đoạn 1: Giai đoạn gắn kết thuận nghịch lên giá thể

 Quyết định sự hình thành của màng sinh học

 Liên kết gnunitoa các sinh vật phù du với bề mặt tiếp xúc

 Lúc này là liên kết thuận nghịch dễ bị phá vỡ

 Liên kết tạo mầm thu hút các vi sinh vật khác, làm gia tăng số lượng vi khuẩn

Giai đoạn 2: Hình thành lớp tế bào

 Các tế bào đầu tiên bám dính trên bề mặt giá thể sử dụng chất hữu cơ của giá thể và môi trường để tạo khuẩn lạc.

 Sản sinh ra các hợp chất ngoại bào, giúp cho các tế bào bám dính chặt, không thuận

nghịch trừ khi có tác động của các tác nhân vật lý, hóa học.

 Các tế bào giảm mức độ sinh trưởng, tiêu

giảm các phần phụ trợ tế bào

 Các hợp chất polymer ngoại bào liên kết

các tế bào một cách có tổ chức, tạo thành

cầu nối giữa các khuẩn lạc, thu hút các tế

bào sống trôi nổi trong môi trường

 Làm mật độ tế bào trong một màng sinh

học cũng như lượng các polymer ngoại

bào tạo ra tăng lên

 Một màng sinh học dần được hình thành

Giai đoạn 3: Hình thành mạng lưới ngoại bào

Giai đoạn 4: Biofilm hoàn chỉnh

 Một màng sinh học hoàn chỉnh có cấu trúc như tháp hình nấm, bao quanh bởi các kênh vận chuyển nước có tính thẩm thấu cao tạo điều kiện cho việc vận chuyển chất dinh dưỡng và oxy vào bên trong màng

 Tế bào vi sinh vật bám dính không thuận

nghịch lên bề mặt quá trình trưởng thành của

màng sinh vật bắt đầu

 Các tế bào phân chia và phát triển, hình thành

các cụm tế bào vi khuẩn ,mở rộng về không

gian, hình thành một cấu trúc màng sinh học

hoàn chỉnh

 Màng sinh học bị giới hạn do nhu cầu dinh dưỡng.

 Các phân tử được giải phóng, đáp ứng những hạn chế về dinh dưỡng, sự tích tụ các sản phẩm độc hại

và một số nhân tố khác (pH, cacbon,oxi, )

 Khi màng sinh học đạt đến khối lượng và một mức cân bằng động tối đa thì các tế bào trong

đó sẽ tự tách rời

 Sự phân hủy các polymer ngoại bào có thể diễn ra trong điều kiện thiếu hụt dinh dưỡng hay oxy bên trong màng sinh học

Giai đoạn 5: Quá trình tách rời 

4 Vai trò và ứng dụng

 Vai trò của Biofilm đối với sinh vật

• Chia sẻ thông tin di truyền.

• Trao đổi chất với nhau.

• Bảo vệ các vi sinh vật trong cộng đồng.

• Một trong các yếu tố xác định đặc tính vi khuẩn.

 Xử lý ô nhiễm.

 Dự trữ nguồn tài nguyên

 Nuôi trồng thủy sản

 Suy giảm khả năng xâm nhập bệnh về

răng

Màng sinh học cung cấp dinh dưỡng và an toàn xử lý nước.

Cải thiện hiệu quả nước của nuôi trồng thủy sản

 Ứng dụng của màng sinh học

Triển khai chế phẩm vi sinh tạo màng sinh học

xử lý nước bị nhiễm dầu.

4 Vai trò và ứng

dụng

Biofilm không chỉ ảnh hưởng đến môi trường mà còn có nhiều

ứng dụng có lợi trong tương lai.

 Kiểm soát các Biofilm gây hại đối với đời sống sinh vật.

 Sử dụng vi khuẩn có lợi để sản xuất Biofilm.

 Nghiên cứu sâu các cơ chế điều tiết sự hình thành và phát tán của Biofilm

 Ứng dụng cơ chế tương tác của Biofilm vi khuẩn trên cơ thể sống hoặc chết.

 Phát triển sản phẩm thương mai mới dựa trên Biofilm từ vi khuẩn.

Kết Luận

Tài liệu tham khảo

 Mirani Z.A., M Aziz, M.N Khan, I Lal, N.U Hassan, and S.I Khan (2013) Biofilm formation and dispersal of Staphylococcus aureus under the influence of oxacillin Microb Pathog., 6: 66-72.

 Oliveira M., R Bexiga, S.F Nunes, C Carneiro, L.M Cavaco, F Bernardo and C.L Vilela (2006) Biofilm-forming ability profiling of Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis mastitis isolates Vet Microbiol, 118: 133-140

 Costerton J.W., P.S Stewart, E P Greenberg (1999) Bacterial biofilms: a common cause of persistent infections Science, 284: 1318-1322.

 Yang L., Y Liu, H Wu, N Hoiby, S Molin and Z.-j Song (2011) Current understanding of multi- species biofilms Int J Oral Sci., 3: 74-81.

 Stewart P.S and M.J Franklin (2008) Physiological heterogeneity in biofilms Nat Rev Microbiol, 6: 199-210.

Thank You