قسم علوم الحياة يناقش رسالة ماجستير تدرس تأثير بعض المركبات ذات المصادر الطبيعية على بكتريا Cronobacter sakazakii
ناقش قسم علوم الحياة في كلية التربية للعلوم الصرفة (ابن الهيثم) رسالة الماجستير الموسومة (دراسة مظهرية وجزيئية لتأثير بعض المركبات ذات المصادر الطبيعية على بكتريا Cronobacter sakazakii) للطالبة (كاردينيا عامر اسماعيل ) التي انجزتها باشراف التدريسية في القسم (ا.م.د. لمى عبد الهادي زوين).
أجريت هذه الدراسة لتثبيط نمو بكتريا Cronobacter sakazakii باستعمال مركبات Citral) ، Curcumin،Inulin ،Resveratrol ، Trans-cinnamaldhyde)، اذ تم الحصول على 17 عزلة من مصادر سابقة، اذ زرعت العزلات على وسط الاكار الماكونكي ووسط التربتون صويا الصلب ثم شخصت جميع العزلات باستعمال جين التشخيص16S rRNA وكانت جميعها تعود لبكترياC. sakazakii وتضمنت 6 عزلات من عينات الدم Blood (B)و6 عزلات من سائل النخاع الشوكي Cerobrospinal fluid (CSF) و3 عزلات من عينات حليب Dialak (A1) وعزلة واحدة من حليب Novolac Allernova (C1) وعزلة واحدة من عينة الحليبNovolac AD (C2).
بينت نتائج التحري عن بعض عوامل الضراوة لبكترياC. sakazakii مظهرياً، ان جميع العزلات لها القدرة على الحركة Motility ، كما أظهرت جميع عزلات بكتريا C. sakazakii قدرتها على احداث حركة السباحة Swimming بقطر يتراوح (17-79) ملم، وتكوين ظاهرة الانثيالSwarming بقطر يتراوح (4-46) ملم، كما لوحظ قدرتها على انتاج انزيم البروتيز بقطر يتراوح (8-30) ملم، و قدرتها على تكوين الغشاء الحيوي بطريقة Microtiter Plate .
دُرِس تأثير كل من المركبات ذات المصادر الطبيعية (Citral،Curcumin ،Inulin ، Resveratrol، Trans-cinnamaldhyde) في نمو بكترياC. sakazakii للعزلات المنتخبة (A1b، B4، CSF4) باستعمال كل من التركيز (1، 10، 100)مايكروغرام فقد أظهرت جميع المركبات فعلاً تثبيطياً عند التراكيز العالية، اما مركبTrans-cinnamaldhyde فقد اظهر فعلاً تثبيطياً عند التراكيز المنخفضة والعالية.
تم دراسة تأثير كل من المركبات ذات المصادر الطبيعية (Citral،Curcumin ، Inulin ،Resveratrol ، Trans-cinnamaldhyde) في ظاهرتي السباحةSwimming والانثيال
Swarming على كل من العزلةA1b) ، B4 ، CSF4) فقد أظهرت كل المركبات تأثيراً تثبيطياً وبنسب متفاوتة اعتماداً على نوع المركب وتركيزه.
كما درس تأثير المركبات ذات المصادر الطبيعية في عوامل ضراوة أخرى لبكترياC. sakazakii مثل انتاج انزيم البروتيز في العزلات المنتخبة، فقد اظهر تأثير مركب Trans-cinnamaldhyde فعلاً تثبيطياً لانتاج انزيم البروتيز عند التركيز 100 مايكروغرام بنسبة 100% في كل من العزلة A1b، B4، CSF4 مقارنةً بمركبCitral ،Inulin إذ لوحظ تأثير متوسط اما مركب Curcumin و Resveratrol فقد كان منخفضاً في كل من العزلة A1b، B4، اما في العزلة CSF4 فقد لوحظ تأثير مركب (Citral، Curcumin، Inulin ، Resveratrol) عند التركيز 100مايكروغرام اكثر من التركيز 50 مايكروغرام وكان تأثير المركبات ذات المصادر الطبيعية في تكوين الغشاء الحيوي Biofilm لعزلات بكترياC. sakazakii فقد أظهرت فعالية المركبات في تثبيط تكوين الغشاء الحيوي عند التراكيز المنخفضة والعالية.
درس تأثير درجات الحرارة المختلفة في نمو بكتريا C. sakazakii لعزلات الدم وسائل النخاع الشوكي وعينات الحليب باستعمال جهازSpectrophotometer اذ أظهرت درجة الحرارة 55ºم انخفاضاً في نمو البكتريا وقد تراوحت (0.02-0.21) اما عند درجة حرارة 25ºم فقد تراوحت (0.14-0.31) مقارنة بدرجة 37 مº التي تراوحت (0.38-0.66).
درس تأثير الاس الهيدروجيني pH في نمو بكتريا C. sakazakii في العزلات المنتخبة فقد لوحظ انخفاض نمو البكتريا عند الاس الهيدروجيني 4 اذ كان يتراوح (0.02- 0.29)، اما عند الاس الهيدروجيني القاعدي 9فقد بينت النتائج ارتفاع النمو البكتيري فقد تراوح (0.05-0.67) مقارنة بالاس الهيدروجيني المتعادل اذ تراوح (0.29-1.42).
تم التحري عن بعض جينات الضراوة لبكتريا C. sakazakii وتضمنت هذه الجينات كلاً من zpx الذي يشفر الى انتاج انزيم Proteases وجين flgJ الذي يشفر الى تكوين السوط وأظهرت النتائج وجود هذه الجينات بنسبة 100% في العزلة CSF4 .
درس تأثير المركبات ذات المصادر الطبيعية في مقدار التعبير الجيني لجين flgJ، اذ تشير النتائج الى وجود تباين في مستويات التعبير عن جين flgJ بعد معاملة بكترياsakazakii . C في العزلة CSF4 ، اذ ادى مركبCurcumin بتركيز Sub minimum inhibation concentration (SMIC) (انتخب على اساس تجارب منفردة) الى خفض التعبير الجيني الى 0.2Folding Change مقارنةً مع معاملة السيطرة اما مركب (Citral، Inulin، Resveratrol Trans-cinnamaldhyde). فقد أدى الى زيادة التعبير عن جين flgJ لتبلغ (12.6 ، 20.7، 19.4، 6.3) Folding Change على التوالي مقارنةً مع معاملة السيطرة.
تم في هذهِ الدراسة تأثير المركبات ذات المصادر الطبيعية في مقدار التعبير الجيني لجين zpx، وقد أشارت النتائج الى وجود تباين في مستويات التعبير عن جين zpx بعد معاملة بكتريا C. sakazakii للعزلة (CSF4)، اذ أدى استعمال كل من المركبات Citral) ، Curcumin، Inulin، Resveratrol، Trans-cinnamaldhyde) بتركيز Sub minimum inhibition concentration (SMIC) الى زيادة التعبير عن جين zpx ليبلغ (21.3، 18.7، 29.9، 34.1، 10.9) Folding Change على التوالي مقارنةً بمجموعة السيطرة.
درس تأثير مركب Trance-cinnamaldhyde في مقدار التعبير الجيني لجين flgJ باستعمال وسط Swimming وSwarming اذ تشير النتائج الى وجود فروقات في مستويات التعبير الجيني لجين flgJ بعد معاملة بكترياC. Sakazakii للعزلةCSF4 المنثالة بمركب Trance-cinnamaldhyde بتركيز( SMIC )Sub minimum inhibation concentration ، فقد لوحظ انخفاض التعبير عن جين flgJ للعزلة المنثالة الى 0.14 Folding change مقارنةً مع معاملة السيطرة في حين كان استعمال مركب Trance-cinnamaldhyde بتركيز SMIC أدى الى زيادة التعبير عن جين flgJ في العزلة السابحة الى 13.65Folding Change مقارنة بمعاملة السيطرة.
اما تأثير مركب Trance-cinnamaldhyde في مقدار التعبير الجيني لجين zpx باستعمال وسط Swarming وSwimming فقد اشارت النتائج الى ظهور مستويات متباينة في التعبير عن جين zpx بعد معاملة بكترياC. sakazakii للعزلةCSF4 اذ أدى الى زيادة التعبير عن جين zpx في ظاهرة Swarming عند استخدام تركيز Sub minimum inhibation concentration SMIC)) لتصل الى 3.0Folding change في العزلة المنثالة مقارنةً مع معاملة السيطرة اما استعمال تركيز SMIC من مركب Trance-cinnamaldhyde أدى الى زيادة التعبير عن جين zpx في العزلة السابحة الى 44.8 folding change مقارنةً بمجموعة السيطرة.
وأظهرت الدراسة قدرة البكترياC.sakazakii على الحركة واحداث ظاهرتي الانثيال Swarming والسباحة Swimming فضلاً عن تكوين الغشاء الحيوي Biofilm وإنتاج انزيم البروتيز Protease.
أظهرت قدرة المركبات ذات المصادر الطبيعية (Citral،Curcumin ،Inulin ، Resveratrol) فعاليتها في تثبيط نمو بكتريا C. sakazakii وبنسب متفاوتة باستعمال التراكيز المرتفعة ، اما مركب Trans-cinnamaldhyde فقد أظهرت كفاءته في تثبيط نمو البكتريا باستعمال التركيز العالية والمنخفضة.
أظهرت كفاءة المركبات ذات المصادر الطبيعية (Citral،Curcumin ،Inulin ، Resveratrol ، Trans-cinnamaldhyde) في تثبيط ظاهرة السباحة اكثر من ظاهرة الانثيال.
أظهرت فعالية المركبات (Trans-cinnamaldhyde، Citral ، Inulin) في تثبيط بعض عوامل الضراوة (انتاج انزيم البروتيز وتكوين الغشاء الحيوي) اكثر من مركب Curcumin و.Resveratrol
تأثر نمو بكترياC. sakazakii عند درجات الحرارة العالية والمنخفضة مقارنةً مع درجة الحرارة المثلى 37 ºم.
تأثر نمو بكتريا C. sakazakii في الوسط الحامضي مقارنةً بالاس الهيدروجيني المتعادل والقاعدي.
أظهرت نتائج الكشف عن جينات الضراوة امتلاك بكترياC .sakazakii كل من جين zpx وflgJ وبنسبة 100%.
أظهرت الدراسة الحالية تأثير التركيز تحت المثبط SMIC للمركبات ذات المصادر الطبيعية (Citral، Curcumin ، Inulin ، Resveratrol ، Trans-cinnamaldhyde) في التعبير الجيني لكل من الجين flgJ وzpx في العزلة ((CSF4 و زيادة التعبير عن جين zpx.
أظهرت الدراسة الحالية تأثير مركب Trans-cinnamaldhydeفي مستوى التعبير الجيني لكل من جينflgJ و zpx في ظاهرتي السباحة Swimming والانثيال Swarming فقد كان لتأثير مركب Trans-cinnamaldhyde دور في تقليل التعبير الجيني لجين flgJ اكثر من الجين zpx ، كما كان تأثيره في ظاهرة الانثيال اكثر من ظاهرة السباحة.
Morphology and Molecular Study of Effect Natural Compounds on Cronobacter sakazakii
By Gardinea Amir Ismail
Supervised by Assist-Professor Dr- Luma Abd alhadi Zewien
Abstract
In the present study aimed to detect the effect (Citral,Curcumin, Inulin,Resveratrol,Trans-cinnamaldhyde) compound on C. Sakazakii growth. Seventeen isolate was calculated from previous study and cultured on MacConkey and Trypton soy agar (TSA), as well as dignostics using 16S rRNA gene and result showed that all isolate was rturned to C. sakazakii and its included (6 from blood isolate (B), 6 from cerebrospinal fluid isolate (CSF),3 from Dialak milk (A),1 from NovolacAllernova milk, (C1)1 from Novolac AD milk (C2)).
This study todetectesome virulence factor of C. sakazakiiThe result showedthat all isolate could motility and swimming on diameter range (17-79)mm and swarming on diameter rang (4-64)mm , and to produce protease on diameter range (8-30) mm, and forming biofilm by microtiter plate method
The study effect of ( Citral,Curcumin, Inulin,Resveratrol, Trans-cinnamaldhyde) compound on C. sakazakii (A1b, B4 , CSF4) isolate at (1,10,100) microgram concentration the result showed that all compounds could to inhibiteisolate by uses high concentration, while Trans-cinnamaldhyde usedcoulde to inhibate isolate by high and low concentration.
And the study of effect (Citral,Curcumin, Inulin,Resveratrol, Trans-cinnamaldhyde) compound on swimming and swarming motility of C. sakazakii (A1b,B4,CSF4) isolate, the result showed that all compound could to inhibite isolate on different ratio depended on type of compound and concentration.
And was studied effect of (Citral, Curcumin, Inulin,Resveratrol, Trans-cinnamaldhyde) compound on other virulence factor such as protease production on (A1b, B4, CSF4) isolate, and the result showed inhibition ratio of Trans-cinnamaldhyde at 100 microgram concentration on (A1b, B4,CSF4) isolatein ratio100 % while medium inhibition ratio byCitral and Inulin compound , and low inhibition ratio by Curcumin and Resveratrol compound on (A1b, B4) isolate, and on CSF4 isolate showed the inhibition ratio (Citral,Curcumin, Inulin,Resveratrol) at 100 microgram concentration more than 50microgram .
And result showed effect of all compound on C. sakazakii (A1b, B4,CSF4) isolate bio film formation at low and high concentration. And was studied effect of different environment factors such as temperature and PH .The different temperature degrees showed effect on C. sakazakii (Blood, Cerebrospinal fluid, milk) isolate by use spectrophotometer and result showed at 55 Cº was effect to reduce growth bacteria compared on control the range (0.02-0.21)while on 25 ºCthe range was (0.14-0.31)compared with control 37 C the range was(0.38-0.66).
While study effect of pH on C. sakazakii was studied isolates result showed reduce growth at PH: 4 compared with control media and it was range of (0.02-0.29) and range was (0.05-0.67)at pH : 9compared with control the range was (0.29-1.42) at PH 7 .
Some of the virulence genes of C. sakazakii were diagnosed such as zpxgene which incodes protease enzyme and flg J which incodes flagella formation and the result the precence of these genes on 100% in CSF4 isolate.
This study effect of (Citral,Curcumin,Inulin, Resveratrol, Trans-cinnamaldhyde) in amount gene expression of flgJ gene and showed the result to found variation in flgJ gene expression in C. sakazakii (CSF4) isolate result showed the curcuminreduced flgJ gene expression to 0.2 folding change compared with control, while (Citral,Inulin,Resveratrol,Trans-cinnamaldhyde) at SMIC caused to increased flgJ gene expression to (12.6,20.7,19.4,6.3) folding change respectively compared with control.
The result of effect (Citral,Curcumin, Inulin , Resveratrol, Trans-cinnamaldhyde) at SMIC on zpxgene expression was variation amount gene after C. sakazakii (CSF4) isolate treatment and caused to increase zpx gene expression to ( 21.3, 18.7, 29.9, 34.1, 10.9) folding change respectively compared with control.
And the study effect of Trans-cinnamaldhyde at SMIC on flgJ gene expression of swimming and swarming media , the result showed to found variation in flgJ gene expression after C. sakazakii (CSF4) treatment it was caused to reduce flgJ gene expression on swarming isolate to 0.14 folding change compared with control , and result showed to increase swimming isolate to 13.65 folding change compared with control .
While effect Trans-cinnamaldhyde at SMIC on zpx gene expression on swarming and swimming media, the result showed to found variasion zpxgene expression afterC. sakazakii (CSF4) isolate treatment it was increased zpx gene expression on swarming isolate to 3.0 compared with control , while result showed effect of Trans-cinnamaldhyde at SMIC causes to increased zpxgene expression in swimming isolate to 44.8 folding change compared with control.