แบคทีเรียที่มีเปอร์เซ็น G+C สูง และเป็นแบคทีเรียแกรมบวก

แบคทีเรียที่มีเปอร์เซ็น G+C สูงและเป็นแบคทีเรียแกรมบวก

         ใน Bergey’s Manual พิมพ์ครั้งที่ 1   High G+C Gram positive bacteria จะเป็นพวก actinomycetes  (เนื่องจากว่ามี filamentous hyphae แถมยังไม่ค่อยพบว่ามีการ fermentation และสร้าง asexual spores) ซึ่งจะคล้ายๆกับรา (fungi) แต่ต่อมาจะแยกเป็น กลุ่ม High G+C Gram positives ใน Bergey’s Manual พิมพ์ครั้งที่ 2

1.      คุณลักษณะทั่วไปของ actinomycetes

·       เมื่อเพาะเลี้ยงบน agar จะเกิดเป็น branching network of hyphae มี septa ซึ่งจะแบ่งเซลล์เป็นส่วนๆละ 20 mm หรือมากกว่านี้ แต่ละเซลล์มี nucleoids > 1   การแตกกิ่งก้านของ actinomycetes  จนมีลักษณะคล้ายก้อน tissue เรียกว่า thallus      actinomycetes หลายๆ ชนิดจะมีการฟอร์มของ asexual thin – walled spore  เรียกว่า conidia  หรือ conidiospores  ถ้าสปอร์อยู่ใน sporangium จะเรียกว่า sporagiospores  สปอร์นี้ยังมีขนาดต่างๆกัน     สปอร์ของ actinomycetes มักจะไม่ทนต่อความร้อน

·       Actinomycetes  ส่วนมาก เคลื่อนไหวไม่ได้  การเคลื่อนไหวมักจะมีเมื่อเป็น flageleted spores

·       Cell  wall  ของ actinomycetes  มี 4 types หลักๆ ตามลักษณะ

1.      peptidoglycan composition และ structure ก็คือ  amino  acid  ใน

      tetrapeptide side chain ตำแหน่งที่ 3

2.      glycine ใน interpeptide  bridges

3.      peptidoglycan sugar content

·       นอกจากนี้แล้ว การดูองค์ประกอบของ sugar  ใน cell wall ของ actinomycetes ยังสามารถใช้จำแนกแบคทีเรียกลุ่มนี้ได้เช่นกัน

·       ความสำคัญ actinomycetes ช่วยย่อยสลาย organic matter, มี anibiotics และเป็น pathogens

2.      High  G+C Gram  Positive  Bacteria  in  Bergey’s  Manual 2^nd

·       ต่อมาในการตีพิมพ์ของ Bergey’s Manual ครั้งที่ 2  ได้แบ่งแยก actinomycetes ใหม่ตาม 16S rRNA sequences

·       Actenomycetes มี 1  Class (Actinobacteria), 5 subclasses, 6 orders, 14 suborders  และ 40 families  ซึ่งเป็น high G+C Gram positives 

3.      Suborder  Actinomycineae

·       พวก Actinomyces, Arcanobacterium  และ Mobiluncus อยู่ใน suborder นี้

·       ตัวอย่าง เช่น Actinomyces  รูปทรงเป็น straight หรือ slightly curved rods

·       เป็นได้ทั้ง facultative  หรือ strict anaerobes ซึ่งต้องการ CO₂ เพื่อ best  growth 

·       Cell wall  มี lysine  (ไม่เป็น diaminopimelic acid  หรือ glycine)

·       Actinomyces  species  พบทั่วๆไปที่ mucosal surfaces ในคนเราและสัตว์เลือดอุ่น ที่พบมากจะเป็นที่ oral cavity

·       A. bovis  ทำให้เกิด ocular infection (การติดเชื้อที่ตา ) และ periodontal  disease (โรคเหงือก)

4.      Suborder   Micrococineae

·       มี  10  families  และแบ่งเป็น genera ย่อยๆ อีกหลายๆอัน

·       ที่รู้จักกันดีใน  suborder  นี้  คือ genus  Micrococcus  กับ Arthrobacter

4.1  Micrococus

·       เป็น aerobic, catalase – positive  cocci  โดยมักจะพบว่ามันจะจับกันอยู่เป็นคู่ , สี่ หรือ กลุ่มใหญ่ เป็น nonmotile

·       Micrococci  มักจะมีสีเหลือง ส้ม หรือแดง พบในพื้นดิน น้ำและ ผิวหนังของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม  แม้ว่าพบที่ผิวหนังแต่ micrococci ไม่เป็น pathogenic

4.2  Arthrobacter

·       aerobic, catalase – positive  rods  มี lysine ใน peptidoglycan

·       ลักษณะที่พิเศษของ arthrobacter คือ มี rod–coccus growth cycle 

Arthrobacter (exponential phase) = irregular rods (snapping division ) ® coccoid (stationary phase) ® เพาะลง fresh medium ® กลายเป็น rods

·       Anthrobacter  มักจะแยกเชื้อได้จากปลา, ในท่อน้ำทิ้ง, ผิวต้นไม้ แต่ที่อยู่ที่สำคัญเป็นพื้นดิน  Arthrobacter  ปรับตัวได้ดีในดิน แม้ว่าจะเป็นดินที่ขาดสารอาหาร

·       Arthrobacter  ยังสามารถย่อยสลายพวก  herbicides  และ pesticides

·       Snapping  division = ใน bacteria นั้นมี  inner  กับ outer cell  wall       ใน snapping  division  เฉพาะ  inner membrane จะเกิดเจริญเป็น  septum  ทำให้เกิดแรงตึงที่ outer  membrane  สุดท้าย outer membrane ก็แตก เซลล์แยกเป็นสอง

5.      Suborder  Corynebacterineae

·       มี 7 families     genus ที่สำคัญ 3 genus คือ Corynebacterium , Mycobacterium  และ Nocardia

5.1  Genus  Corynebacterium

·       aerobic  หรือ faccultative, catalase  positive,  straight หรือ slightly curved rods

·       แบคทีเรียนี้มักจะพบว่า หลังจาก snapping  division เซลล์ที่จะแยกออกไป จะยังคงติดกันอยู่  และมักจะเรียงตัวกันโดยหันด้านข้างชนกัน

·       Cell  walls มี  meso–diaminopimelic acid

·       บาง species เป็น  saprophytes  ในน้ำมันและน้ำ  หลายๆ species เป็น plant  หรือ animal pathogens  เช่น C. diphtheriae ทำให้เกิดโรคคอตีบ (diphtheria)  ในคน

5.2  Genus  Mycobacterium  

·       slightly curved straight rods  บางครั้งพบเป็นกิ่งก้านหรือต่อกันเป็น filaments 

·       Mycobacterial filaments ® fragmenting  เป็น rods และ coccoid (เมื่อเทียบกับ actinomycetes)

·       เป็น aerobic และ catalase positive 

·       Mycobacteria โตช้ามาก คือ ใช้เวลา 2-40 วันบนอาหารเพาะเชื้อ agar

·       Cell  walls  มี  lipid สูงมาก  และ cell walls มี waxes ที่มีโมเลกุลคาร์บอน  60-90 ตัวชื่อว่า mycolic acids

·       การที่มี mycolic acids และlipids อื่นๆ ที่ผนังเซลล์ชั้น peptidoglycan layer  ทำให้ mycobacteria ย้อมติดสี acid–fast (fuchsin dye)

·       M. bovis ® ทำให้เกิดวัณโรค (tuberculosis) ในสัตว์กินหญ้าและลิง  เพราะเหตุนี้จึงจำเป็นต้องมีการ ตรวจสอบ อาหารพวกนม  วัว เพื่อป้องกันวัณโรคด้วย

M. tuberculosis ® tuberculosis ในคน

M. leprae ®ทำให้เกิดโรคเรื้อน (leprosy)

5.3  Genus  Nocordia 

·       อยู่ใน family  Nocardiaceae  มี 2 genera  : Nocardia  กับ R. rhodococcus  แต่เนื่องจากทั้ง 2 genera  เหมือนกันมากจึงมักจะเรียกเป็น nocardioforms 

·       แบคทีเรียกลุ่มนี้จะมี mycelium ที่แตกออกเป็น rods และ coccoid  elements

·       ส่วนมากเป็น strict aerobes

·       cell  walls มี peptidoglycan  ซึ่งมี meso-diamino pimelic acid  (ไม่มี peptide interbridge)  ผนังเซลล์มักมีคาร์โบไฮเดรตพวก arabinose และ galactose

·       Nocardia และ Rhodococcus มี mycolic acids ที่ walls ด้วย

·       Nocardia  พบตามแหล่งน้ำต่างๆ ®degradation  ของ hydrocarbons และ waxes ทำให้เกิดการเสียหายของ rubber  joints ในท่อน้ำ   N. asteroides ก่อโรคในคนได้ (ติดเชื้อที่ปอด)

·       Rhodococcus พบตามแหล่งดินและน้ำ  ®   น่าสนใจมากเนื่องจากสามารถ ย่อยสลายโมเลกุลพวก petroleum hydrocarbons, detergents, benzene, polychlorinated biphenyls (PCBs) และ pesticides และยังมีความเป็นไปได้ที่ จะใช้ Rhodococcus ในการแยก sulfur ออกจากน้ำมันเชื้อเพลิง ซึ่งจะช่วยลดปริมาณมลพิษในอากาศจาก sulfer oxide emissions จากรถยนต์

6.      Suborder  Micromonosporineae

·       มี 1 family  คือ Micromonosporaceae

·       Actinoplanetes  [Gr. actinos = a ray of beam / planes / a wanderer] มี mycelium และ cell wall  ชนิด IID,     hyphae มักจะมีสี  มักจะไม่มี airal mycelium  มี conidiospores อยู่ใน sporangium ที่ชูขึ้นมาโดย sporagiophore      สปอร์มีทั้งเคลื่อนที่ได้และไม่ได้     Actinoplanes และ Pilimelia  genus มี 5 sporangia  ซึ่งเป็นลักษณะเป็นกรวยกลม ภายในมีสปอร์หลายพันสปอร์ สปอร์จะเรียงกันวงกลมหรือลูกโซ่

Pactylosporangium  สปอร์เป็นรูป  club–shaped  เหมือนนิ้วมือ มีสปอร์อยู่ 1-6 สปอร์     Micromonospora มี สปอร์ที่เห็นเป็นกิ่งก้าน

·       Actinoplanetes  พบตามพื้นดิน ในป่าจนถึงทรายตามชายหาดทะเล  นอกจากนี้แล้วยังพบในแหล่งน้ำจืดโดยเฉพาะตามแม่น้ำลำ  คลองเนื่องจากว่ามี O₂ และซากพืชอยู่มาก         บางสปีชีส์พบในมหาสมุทร  actinoplanetes  ที่อยู่ตามพื้นดินจะสำคัญในการย่อยสลายซากพืช ซากสัตว์      Pilmelia โตในอาหารที่มี kenatin     Micromonospora  สามารถย่อย  chitin และ cellulose ได้ และยังสร้าง antibiotics เช่น gentamicin ได้

7.      Suborder  Propionibacterineae

·       มี 2 families  แบ่งเป็น 10 genera

·       genus  ที่สำคัญคือ Propionibacterium  ซึ่งอยู่ใน family  Propionibacteriaceae

-          เป็น pleomorphic, nonmotile, nonsporing rods บางเซลล์จะพบเป็น coccoid  หรือ branched  อาจจะเกาะกลุ่มกันอยู่หรือเกาะกันเป็นระยะสั้นๆ

-          faculatatively anaerobic หรือ aerotolerent

-          lactate  และ sugars  ถูก fermented  เพื่อผลิต propionic และ acetic acids และ CO₂

-          usually catalase positive

-          เจริญได้บนผิวหนัง และทางเดินอาหารในสัตว์ต่างๆ  พบในผลิตภัณฑ์นม เช่น cheese    Propionibacterium  ใช้ผลิต swiss cheese  

-          P. acnes  เกี่ยวข้องกับการเกิดกลิ่นตัวและสิว (acne vulgaris)

8.      suborder  Streptomycineae

·       มี 1 family  คือ Streptomycetaceae  ซึ่งแยกเป็น 3 genera    genus ที่สำคัญคือ Streptomyces  ซึ่งมี aerial hyphae  ลักษณะแยกเป็น 2 กิ่งแต่ละกิ่งมี  nonmotile conidiospores  ต่อกันเป็นเหมือนลูกปัด

·       Streptomyces  มี cell wall ชนิด type I, G+C content 69-78 %,  mycelium  จะไม่มีการแตกหลุด (fragmentation)  เชื้อในกลุ่มนี้มักจะถูกเรียกว่า streptomycetes [Gr. Streptos = bent or twisted, myces = fungus]

·       Streptomyces มีประมาณ 500 สปีชีส์ เป็น strict aerobes          สปอร์ของ Streptomyces จะต่อกันเป็นลูกปัดหุ้มด้วย sheath เรียกว่า conidia ซึ่งมักจะมี pigment  ผิวเรียบหรือมีขนด้วย

·       Streptomyces  species สามารถแยกแยะได้ตามสัณฐานวิทยาของมันและลักษณะต่างๆ ของ Mycelia  การเรียงตัวของสปอร์  การใช้คาร์โบไฮเดรต  การผลิต antibiotic,  hydrolysis of urea,  และผลิต hipupuric acid

·       Streptomyces มีความสำคัญทั้งทางนิเวศวิทยาและทางการแพทย์  ที่อยู่ตามธรรมชาติของ Streptomyces คือตามพื้นดิน  กลิ่นของดินเป็นผลที่เกิดจาก Sterptomyces ซึ่งสร้างสารระเหยพวก geosmin     นอกจากนี้แล้ว streptomyces ยังเป็นผู้ย่อยสลายอีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งจะสามารถย่อยสลายพวก pectin, lignin, chitin, keteatin, latex  และ aromatic  compounds            และ Streptomycetes ยังรู้จักกันดีในแง่ที่มันสามารถผลิตยาปฏิชีวนะได้เช่น amphotericin B, chloramphenicol, erythromycin, neomycin, nystatin, streptomycin, tetracycline และอื่นๆ

·       Streptomyces scabies ก่อให้เกิดโรค scub disease กับ มันฝรั่งและบีท (beets)   S. somaliensis  ก่อโรค actinomycetoma เป็นการติดเชื้อที่เนื้อเยื่อใต้ผิวหนัง ทำให้เกิดหนอง บวม  จนอาจจะลุกลามไปถึงกระดูก   S. albus  เป็นอีกเชื้อหนึ่งที่พบในผู้ป่วยและอาจก่อโรคได้ด้วย

·       Streptoverticillium  เป็น genus ที่มี mycetium  ที่แตกเป็นกิ่ง แต่ละกิ่งจะมีสปอร์อยู่ 

9.      Suborder  Streptosporangineae

·       มีทั้งหมด 3 families  แยกเป็น 14 genera

·       Maduromycetes  มี type III cell wall  และภายในเซลล์มีน้ำตาล madurose (3-0-methyl – D-galactose), G+C content  64-74 %, aerial  mycelia  มีสปอร์ที่ต่อกันเป็นลูกปัดสั้นๆ   ส่วน Substrate mycelium จะแตกเป็นแขนง  บางสปีชีส์จะมี  sporangia ซึ่งจะไม่ทนต่อความร้อนมาก Thermomonospora พบในกองเศษที่เน่าเปื่อยและกองฟาง  Thermomonospora  สามารถเจริญได้ที่อุณหภูมิ 40-48 °C          

10.  Suborder  Frankineae

·       มี genera ที่สำคัญคือ Frankia  กับ Geodermatophilus

·       Frankia มี nonmotile sporangiospores เป็น symbiotic ในพืชที่ไม่ใช้พืชตระกูลถั่ว เป็น microaerophile  สามารถ fix nitrogen ได้ การ fix nitrogen จะคล้ายกับ Rhizobium

·       Geodermatophilus  มี motilespores        

     Geodermatophilus เป็น aerobic soil organism

11.  Order  Bifidobacteriales 

·       มี 1 family  คือ Bifidobacteriaceae  แยกเป็น 8 genera

·       genera Falcivibrio และ Gardnerella  พบที่ท่อทางเดินปัสสาวะของคน

·       Bifidobacterium genus  เป็นจีนัสที่มีการศึกษากันมาก เป็น nonmotile, nonsporing, gram–negative rods  อาจพบ rods จับกันเป็นรูปตัววีได้

·       Bifidobacterium เป็น anaerobic  และชอบหมัก (fermentation) carbohydrates®ได้ acetic และ lactic acids  แต่ไม่มี CO₂ เกิดขึ้น  พบตามช่องปากลำไส้ของสัตว์เลือดอุ่น ในท่อน้ำทิ้งและพบที่แมลง   B. bifidus เป็นเชื้อตัวแรกที่จะเข้ามาอยู่ที่ลำไส้คนเรา  โดยเข้ามาตอนที่ดูดนมแม่ในวัยเด็ก

.......................................................................................................