بديلوفيبرايو

بديلوفيبرايو جنسمن البكتيريا سالبة الغرام ، هوائية إجبارية . من أبرز خصائص هذا الجنس قدرة أفراده على افتراس بكتيريا سالبة الغرام أخرى والتغذي على البوليمرات الحيوية ، مثل البروتينات والأحماض النووية، لمضيفيها. ولها نمطان حياتيان: طور يعتمد على المضيف، وهو "طور الهجوم"، حيث تُكوّن "بلاستيدات بديلوفيبرايو" داخل بكتيريا المضيف؛ وطور آخر بطيء النمو، غير منتظم الشكل، ولا يعتمد على المضيف. ^{[ 1 ]}

أكثر هذه البكتيريا دراسةً هي بكتيريا Bdellovibrio bacteriovorus ، التي توجد في الطبيعة بشكل شبه حصري في طور النمو المعتمد على العائل. في هذا الشكل الهجومي الحر، وبعد البحث عن الفريسة باستخدام أهدابها، تحفر البكتيريا طريقها عبر الغشاء الخارجي/جدار الخلية الببتيدوغليكاني للعائل وتدخل الفراغ المحيط بالبلازما . ثم تُشكّل بكتيريا Bdellovibrio بنية تُسمى bdelloplast . تتكون هذه البنية عندما تتحول خلية العائل إلى الشكل الكروي. داخل bdelloplast، يختفي السوط الكبير الوحيد لبكتيريا Bdellovibrio المفترسة. بعد ذلك، تُقتل خلية العائل بسرعة، مما يسمح بمرور الجزيئات من داخل سيتوبلازم العائل إلى الفراغ المحيط بالبلازما بحرية، وبالتالي تتغذى بكتيريا Bdellovibrio الموجودة في هذا الفراغ . ^{[ 2 ]} باستخدام بعض هذه الجزيئات، تُنشئ بكتيريا Bdellovibrio بيئة واقية عن طريق تقوية جدار الخلية الببتيدوغليكاني للعائل الذي تسكنه الآن، وذلك باستخدام إنزيمات الأميداز والترانسبيبتيداز . بعد حوالي أربع ساعات، تبعًا لدرجة الحرارة المحيطة، يزداد حجم بكتيريا بديلوفيبرايو بشكل ملحوظ نتيجةً لهذا التغذية. تنقسم البكتيريا للتكاثر ثم تغادر عبر تحلل نهائي لجدار الخلية والأغشية المحيطة بالعائل. تستخدم بكتيريا بديلوفيبرايو حديثة الظهور أسواطها القوية التي نمت حديثًا للسباحة بعيدًا والبحث عن عائل مناسب آخر. نظرًا لهذه المرحلة المتقطعة من الطور البديلوبلاستي، والمرحلة الطفيلية المؤقتة (15-20 دقيقة)، يمكن اعتبار بكتيريا بديلوفيبرايو مفترسة أو طفيلية للبكتيريا. 

وُصفت بكتيريا Bdellovibrio bacteriovorus لأول مرة من قِبل ستولب وبيتزولد عام 1962. وفي عام 2012 ، تم تحديد نوع آخر من فصيلة Bdellovibrio، وهو Bdellovibrio tiberius، في نهر التيبر. ^{[ 3 ]} يتميز هذا النوع بقدرة أكبر على النمو دون الحاجة إلى عائل.

لا يوجد الكثير من Bdellovibrio exovorus ، ^{[ 4 ]} وهو bdellovibrio خارج الطفيليات، والذي لا يستطيع دخول فريسته، ولا يشكل Bdelloplasts.

تحت المجهر الضوئي، تظهر بكتيريا بديلوفيبرايو ، التي تعتمد على العائل، على شكل عصية متحركة تشبه الفاصلة، يبلغ حجمها حوالي 0.3-0.5 × 0.5-1.4 ميكرومتر ، ولها سوط بالكاد يُرى . تظهر بديلوفيبرايو على شكل طبقة شفافة متنامية في بيئة من بكتيريا الإشريكية القولونية . والجدير بالذكر أن بديلوفيبرايو تمتلك غلافًا يغطي سوطها، وهي سمة نادرة في البكتيريا. يتوقف السوط عن الحركة بمجرد أن تخترق بديلوفيبرايو فريستها، ثم يُطرح السوط.  

تظهر بكتيريا Bdellovibrio غير المعتمدة على العائل بشكل غير منتظم، وهي أكبر حجماً من المرحلة المفترسة.

يبدو أن بكتيريا B. bacteriovorus منتشرة في كل مكان في الطبيعة والبيئات التي صنعها الإنسان. فقد وُجدت في عينات التربة، ومنطقة جذور النباتات، والأنهار، والمحيطات، ومياه الصرف الصحي، وأمعاء وبراز الطيور والثدييات، وحتى في أصداف المحار وخياشيم السرطانات. ^{[ 5 ]} تستطيع بكتيريا B. bacteriovorus النمو في أي بيئة تقريبًا، والشرط الأساسي هو وجود الأكسجين وبعض البكتيريا الأخرى سالبة الغرام في بيئتها. تتراوح درجة حرارتها المثلى بين 28 و30  درجة مئوية، مما يجعلها من الكائنات  المحبة للحرارة المعتدلة. تُزرع بكتيريا Bdellovibrio في المختبر في طورها الثابت (غير المعتمد على العائل) عند 29  درجة مئوية على وسط أجار مرق الببتون والخميرة . أما المزارع المعتمدة على العائل (المفترسة) فتُزرع مع مجموعة من بكتيريا E. coli S-17 عند 29  درجة مئوية لمدة 16  ساعة. ^{[ 3 ]} يمكن أيضًا زراعتها باستخدام طبقات YPSC (مستخلص الخميرة، الببتون، أسيتات الصوديوم، كلوريد الكالسيوم) أو مستخلصات الفرائس .

تستطيع خلايا بكتيريا بديلوفيبرايو السباحة بسرعة تصل إلى 160  ميكرومتر/ثانية، أي ما يزيد عن 100  ضعف طول جسمها في الثانية الواحدة. وتسبح باستخدام سوط قطبي واحد مغلف بغلاف ، يتميز بموجة خيطية متضائلة . تهاجم بكتيريا بديلوفيبرايو البكتيريا الأخرى سالبة الغرام عن طريق الالتصاق بالغشاء الخارجي وطبقة الببتيدوغليكان للخلية المستهدفة ، ثم تُحدث ثقبًا صغيرًا في الغشاء الخارجي. بعد ذلك، تدخل خلية بديلوفيبرايو إلى الفراغ المحيط بالخلية المضيفة ، وتبقى ملتصقة به بشكل قابل للانعكاس لفترة قصيرة تُعرف باسم "التعرف".

بعد فترة التعرف، تلتصق الخلية المضيفة بشكل دائم عبر القطب المقابل للسوط. وبمجرد دخولها إلى الحيز المحيط بالخلية، تغلق خلية بديلوفيبرايو ثقب الغشاء وتحول الخلية المضيفة إلى شكل كروي، وذلك بفضل إفرازها لإنزيمات ترانسببتيداز L و D التي تحلل الببتيدوغليكان، مما يؤدي إلى فقدان الخلية لشكلها المتبلور. يُطلق على المركب المكون من خليتين اسم بديلوبلاست. تستخدم خلية بديلوفيبرايو إنزيمات محللة لتفكيك جزيئات الخلية المضيفة، والتي تستخدمها للنمو بشكل خيطي. عندما تنفد مغذيات الخلية المضيفة، ينقسم الخيط لتكوين خلايا بديلوفيبرايو جديدة . تصبح هذه الخلايا الجديدة متحركة قبل أن تحلل الخلية المضيفة وتُطلق في البيئة. تستغرق دورة الحياة بأكملها من ثلاث إلى أربع ساعات، وتنتج في المتوسط ​​من 3 إلى 6 خلايا جديدة من بكتيريا الإشريكية القولونية الواحدة ، أو ما يصل إلى 90 خلية من فرائس أكبر حجمًا مثل الإشريكية القولونية الخيطية . ^{[ 7 ]}   

قد تتعرض الكائنات المستهدفة لأنواع بكتيريا بديلوفيبرايو ، بما في ذلك فيبريو فولنيفيكوس ، للعدوى المشتركة ببكتيريا بديلوفيبرايو والعاثيات . ^{[ 8 ]} على الرغم من أن استدارة بكتيريا بديلوفيبرايو للفريسة يُعتقد أنها تطورت للحد من العدوى المشتركة ببكتيريا بديلوفيبرايو المتعددة ، إلا أن الفرائس الأكبر حجمًا التي لا تستدير قد تُصاب بعدوى من بكتيريا بديلوفيبرايو المتعددة.

تم تحديد تسلسل جينوم بكتيريا Bdellovibrio bacteriovorus HD100 في عام 2004. ^{[ 9 ]} يبلغ طول جينوم HD100 3,782,950 نيوكليوتيدًا ، وهو أكبر من المتوقع نظرًا لصغر حجمه. ^{[ 10 ]}

يمكن استخدام بكتيريا بديلوفيبرايو للمساعدة في السيطرة على أعداد البكتيريا الضارة نظرًا لطبيعتها المفترسة. ^{[ 11 ]} في تجربة أُضيفت فيها بكتيريا بديلوفيبرايو إلى حوض روبيان لاستهلاك أعداد البكتيريا، انخفضت أعداد البكتيريا المستهدفة بنسبة تصل إلى 44%. كما انخفضت أعداد بكتيريا بديلوفيبرايو نفسها بعد استهلاكها معظم البكتيريا المتاحة. ^{[ 11 ]} لذلك، يُظهر استخدام بديلوفيبرايو كمثبط لأنواع أخرى من البكتيريا إمكانات واعدة، ولكنه قد يقتصر على حالات معينة لأن بديلوفيبرايو تُفضل سلالات معينة ، مثل البكتيريا سالبة الغرام . ^{[ 11 ]} في تجربة لاحقة، استُخدمت دجاجات شديدة الحساسية لعدوى الأعور أو الأمعاء، حيث قام العلماء عمدًا بإصابة الدجاج بنوع ممرض من بكتيريا السالمونيلا المعوية . ^{[ 12 ]} ثم عُرضت الدجاجات لبكتيريا بديلوفيبرايو باكتيريوفوروس ، وبعد ذلك لوحظ انخفاض في الالتهاب وتغيرات ضارة أخرى في أعور الدجاجات نتيجة لانخفاض أعداد السالمونيلا . ^{[ 12 ]} يشير نجاح هذه التجربة إلى وجود إمكانات كبيرة لبكتيريا بديلوفيبرايو في المعالجة الحيوية . ^{[ 12 ]} في دراسة أخرى أجريت عام 2016، اكتشف العلماء أن بكتيريا بديلوفيبرايو باكتيروفوروس قادرة على مهاجمة وتقليل أعداد البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية، ^{[ 13 ]} مثل كليبسيلا الرئوية، حتى داخل مزارع الخلايا الثديية. ^{[ 14 ]} تشير هذه النتيجة إلى إمكانية استخدام بديلوفيبرايو يومًا ما كمضاد حيوي حي للمساعدة في علاج العدوى التي تسببها البكتيريا سالبة الغرام المقاومة للأدوية. ^{[ 15 ] [ 16 ]} أظهرت العدوى التجريبية في الفئران أن بديلوفيبرايو باكتيروفوروس قادرة على تقليل أعداد البكتيريا المقاومة للأدوية المتعددة بشكل ملحوظ، مثل أسينيتوباكتر بوماني وكليبسيلا الرئوية، دون إلحاق الضرر بالعائل، مما يشير إلى إمكانية استخدامها كعامل علاجي أو "مضاد حيوي حي". أظهرت بكتيريا Bdellovibrio bacteriovorus نتائج متباينة كمضاد ميكروبي تجريبي في النماذج الحيوانية لالتهابات العين. ^{[ 17 ]}

يعتمد التصنيف المقبول حاليًا على قائمة أسماء بدائيات النوى ذات المكانة في التسمية (LPSN) ^{[ 18 ]} والمركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية (NCBI). ^{[ 19 ]}

• قائمة رتب البكتيريا
• قائمة أجناس البكتيريا

• "السلالة النموذجية لبكتيريا Bdellovibrio bacteriovorus في باك دايف " . قاعدة بيانات التنوع البكتيري .