सूक्ष्मजीवी समुदाय और बायोफिल्म

प्रकृति में, सूक्ष्मजीव शायद ही कभी अकेले रहते हैं; वे संरचित समुदाय और सतह से जुड़ी बायोफिल्म बनाते हैं जिनके सामूहिक गुण व्यक्तिगत मुक्त-जीवित कोशिकाओं से स्पष्ट रूप से भिन्न होते हैं।

Definition

सूक्ष्मजीवी समुदाय परस्पर क्रिया करने वाले सूक्ष्मजीवों के समूह होते हैं जो एक वातावरण साझा करते हैं, और बायोफिल्म सतह से जुड़ी कोशिकाओं के संरचित समुदाय होते हैं जो एक स्व-उत्पादित बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स में अंतर्निहित होते हैं।

Scope

यह विषय सूक्ष्मजीवी समुदायों को संरचित करने वाली अंतःक्रियाओं को शामिल करता है, जिसमें प्रतिस्पर्धा, सहयोग और उपापचयी विनिमय शामिल हैं; बायोफिल्म का निर्माण, वास्तुकला और जीवन चक्र; बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स और बायोफिल्म कोशिकाओं की परिवर्तित शरीर क्रिया विज्ञान; कोरम सेंसिंग और समन्वित व्यवहार; और समुदायों में तथा सतहों पर जीवन के पारिस्थितिक और व्यावहारिक परिणाम।

Core questions

• सूक्ष्मजीवों के बीच अंतःक्रियाएं समुदायों को कैसे संरचित करती हैं?
• बायोफिल्म कैसे बनती और विकसित होती हैं?
• बायोफिल्म कोशिकाएं मुक्त-जीवित कोशिकाओं से अलग व्यवहार क्यों करती हैं?
• सूक्ष्मजीव समूह व्यवहार का समन्वय कैसे करते हैं?

Key concepts

• सामुदायिक अंतःक्रियाएं और उपापचयी विनिमय
• बायोफिल्म निर्माण और वास्तुकला
• बाह्यकोशिकीय पॉलीमेरिक मैट्रिक्स
• कोरम सेंसिंग
• बायोफिल्म कोशिकाओं की परिवर्तित शरीर क्रिया विज्ञान

Key theories

वृद्धि का बायोफिल्म मोड

कोस्टरटन और सहयोगियों ने तर्क दिया कि सतह से जुड़ी, मैट्रिक्स-संलग्न बायोफिल्म सूक्ष्मजीवी जीवन का एक प्रमुख और विशिष्ट तरीका है जिसमें कोशिकाएं मुक्त-जीवित कोशिकाओं की तुलना में परिवर्तित शरीर क्रिया विज्ञान और बढ़ी हुई सहनशीलता दिखाती हैं।

Mechanisms

समुदायों में सूक्ष्मजीव संसाधनों के लिए प्रतिस्पर्धा, उपापचयों के सहकारी विनिमय और रासायनिक संकेतन के माध्यम से परस्पर क्रिया करते हैं। बायोफिल्म का निर्माण सतह से जुड़ने से शुरू होता है, जिसके बाद वृद्धि, कोशिकाओं को एक साथ रखने वाले बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स का उत्पादन और एक संरचित समुदाय में परिपक्वता होती है; बायोफिल्म के भीतर की कोशिकाएं अक्सर परिवर्तित जीन अभिव्यक्ति और तनावों के प्रति अधिक सहनशीलता प्रदर्शित करती हैं। कोरम सेंसिंग जैसे समन्वित व्यवहार आबादी को उनके घनत्व पर सामूहिक रूप से प्रतिक्रिया करने की अनुमति देते हैं।

Clinical relevance

बायोफिल्म प्राकृतिक सतहों, औद्योगिक प्रणालियों और चिकित्सा उपकरणों पर बनती हैं, जहाँ रोगाणुरोधी और मेजबान सुरक्षा के प्रति उनकी सहनशीलता लगातार संदूषण और पुराने संक्रमणों में योगदान करती है, जिससे समुदाय और बायोफिल्म जीव विज्ञान पर्यावरणीय, औद्योगिक और स्वास्थ्य-संबंधी संदर्भों में महत्वपूर्ण हो जाता है।

History

यह पहचान कि प्राकृतिक और नैदानिक ​​सेटिंग्स में अधिकांश सूक्ष्मजीव मुक्त-प्रवाह वाली कोशिकाओं के बजाय सतह से जुड़ी बायोफिल्म में रहते हैं, बीसवीं शताब्दी के अंत तक बढ़ी, जिसमें 1999 में कोस्टरटन और सहयोगियों की समीक्षाओं ने बायोफिल्म को लगातार संक्रमणों के एक सामान्य कारण और सूक्ष्मजीवी जीवन के एक विशिष्ट तरीके के रूप में उजागर किया।

Key figures

• J. William Costerton
• E. Peter Greenberg

Seminal works

• costerton1999
• madigan2018

Frequently asked questions

बायोफिल्म को मुक्त-प्रवाह वाले बैक्टीरिया की तुलना में खत्म करना कठिन क्यों है?

बायोफिल्म में कोशिकाएं एक बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स द्वारा संरक्षित होती हैं और अक्सर परिवर्तित शरीर क्रिया विज्ञान प्रदर्शित करती हैं, जो एक साथ रोगाणुरोधी एजेंटों और मेजबान सुरक्षा के प्रति उनकी सहनशीलता को बढ़ाती हैं, उसी कोशिकाओं की तुलना में जो स्वतंत्र रूप से बढ़ रही हैं। यही कारण है कि बायोफिल्म लगातार संदूषण और संक्रमण से जुड़ी होती हैं।