Väčšina mikroorganizmov vo vonkajšom prostredí žije v spoločenstvách, ktoré nazývame biofilm. Biofilm sa môže formovať v potrubiach, vode, pôde. Bunky tvoriace biofilm sú obklopené hmotou (slizom), ktorá sa nazýva matrix. Tá zabezpečuje priľnavosť na rôzne povrchy a okrem iných zložiek je tvorená látkami, ktoré nazývame „extracellular polymeric substances“ (EPS). EPS sú produkty metabolizmu, ktoré sú vylučované na povrch buniek baktérií. Tieto látky vytvárajú ochrannú vrstvu, ktorá chráni bunku pred nevhodnými podmienkami vonkajšieho prostredia a taktiež slúži ako zdroj uhlíka a rezervoár živín počas hladovania. EPS sú považované za kľúčové zložky biofilmu, pretože určujú fyzikálno-chemické a biologické vlastnosti biofilmu. [1]. Najviac zastúpenou zložkou v EPS sú polysacharidy, v menšej miere zvyknú byť zastúpené proteíny, nukleové kyseliny, humínové látky a ióny kovov [2].
Domnievame sa, že EPS by mohli vytvárať vodoodpudivosť pôdy, preto cieľom tejto našej štúdie bolo nájsť a identifikovať bakteriálne druhy, ktoré sú schopné produkcie EPS. Na túto analýzu sme použili 73 kmeňov baktérií, ktoré sme izolovali z pôdy ako čisté kultúry.
Na dôkaz produkcie EPS sme použili TSA médium obohatené o farbivo Kongočerveň (0,08%) a sukrózu (5 %) [3]. Na toto médium sme naočkovali všetky izolované kmene baktérií a nechali kultivovať pri 28 °C asi 10 dní. Pozitívny výsledok, čierne sfarbenie kolónií s kryštalickou konzistenciou, teda produkciu EPS sme pozorovali u 21 kmeňov. Pri ostatných vzorkách sme zaznamenali ružové alebo červené sfarbenie kolónií. Všetky tieto pozitívne, teda na čierno sfarbené kmene a tiež aj 3 kmene neprodukujúce EPS sme použili na „CR binding assay“- spektrofotometrický dôkaz produkcie EPS použitím Kongočervene podľa Lee a kol. (2007) [4]. Vzorky na túto analýzu sme kultivovali v tekutom LB médiu pri 28 °C asi 24 hodín. Vyhodnotenie sme uskutočnili spektrofotometricky a to meraním OD pri A = 490nm. Ako kontrolu sme použili vodný roztok Kongočervene a tryptónu. Touto analýzou sme identifikovali 3 kmene baktérií, ktoré sú z hľadiska produkcie EPS najlepšie a to Bacillus muralis, Bacillus licheniformis, Bacillus aerophilus a kmeň Pseudoxanthomonas sp., ktorý neprodukoval EPS.
Našim ďalším zámerom je kultivácia vybraných baktérií na čistom sterilnom piesku, vyvolanie vodoodpudivosti a bližšia charakterizácia zloženia EPS v piesku.
[1] Liu H, Fang HH, Extraction of extracellular polymeric substances (EPS) of sludges. J Biotechnol. 2002;95(3):249-56.
[2] Bales PM, Renke EM, May SL, Shen Y, Nelson DC, Purification and Characterization of Biofilm-Associated EPS Exopolysaccharides from ESKAPE Organisms and Other Pathogens. PLoS ONE 2013; 8(6): e67950.
[3] Freeman DJ, Falkiner FR, Keane CT; New method for detecting slime production by coagulase negative staphylococci. J Clin Pathol 1989;42:8 872-874.
[4] Lee VT, Matewish JM, Kessler JL, Hyodo M, Hayakawa Y, Lory S., A cyclic-di-GMP receptor required for bacterial exopolysaccharide production. Mol. Microbiol. 2007;65(6):1474-84.