Lichteinfluss auf Bacillus subtilis: Bakterielles Überleben verstehen

Bacillus subtilis ist ein stäbchenförmiges Bakterium und wird als grampositiv eingestuft, aufgrund seiner Fähigkeit, lila gefärbt zu werden, und katalase-positiv, aufgrund seiner Fähigkeit, Sauerstoff aus Wasserstoffperoxid zu produzieren. Diese Bakterienart ist besonders schwer aus Materialien und Wasser zu entfernen, aufgrund ihrer Fähigkeit, eine starke, schützende Endospore zu bilden, die eine Fortpflanzungsform des Bakteriums ist, die es dem Mikroorganismus ermöglicht, unter extremen Umweltbedingungen zu überleben.

Wirkungen von Licht auf DNA und RNA

• Ultraviolettes Licht kann die Produktion von DNA und RNA innerhalb von Zellen beeinträchtigen. UV-Licht verändert die Fähigkeit von Nukleinsäuren, den Bausteinen von DNA und RNA, richtig Bindungen miteinander einzugehen, und verhindert so, dass sich die Stränge der Moleküle richtig bilden. Anstatt kontinuierlicher Stränge zu produzieren, beeinflusst UV-Licht stattdessen die Produktion von gebrochenen Stücken des Materials, wodurch sie für die Fortpflanzung und die Produktion notwendiger Proteine nutzlos werden.

Wirkungen von gepulstem Licht

• Ein Forschungsartikel, der in der Februar 2011 Ausgabe des Journal of Microbiological Methods erschien, untersuchte die Auswirkungen von gepulstem Licht, um die Kontamination von Lebensmittelverarbeitungsgeräten durch B. subtilis zu verhindern. Die Forscher verwendeten einen Airbrush, um die Oberfläche von Polystyrol mit den Bakterien zu kontaminieren, und beobachteten die Auswirkungen von Licht, um die Oberflächen von den potenziell schädlichen Bakterien zu befreien. Die Studie ergab, dass die Populationen von B. subtilis nach der Behandlung mit gepulstem Licht um den Faktor sechs reduziert wurden und die Behandlung auch wirksam war, um die Sporen der Bakterien abzutöten.

Wirkung von UV-Licht zur Wasserdesinfektion

• Wasser wird üblicherweise durch den Einsatz von ultraviolettem Licht desinfiziert. Eine Studie, die in der Januar 2011 Ausgabe von Water Research erschien, untersuchte die Auswirkungen von UV-Licht auf B. subtilis-Sporen und verglich die Ergebnisse mit denen von herkömmlichen Quecksilberlampen. Die Studie ergab, dass UV-Wellenlängen von 269 und 282 nm die Bakteriensporen in verschiedenen Proben unterschiedlicher Wasserqualität effektiv inaktivierten. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass obwohl beide Wellenlängen effizient beim Abtöten der Sporen waren, die Wellenlänge von 282 nm etwas besser war.

Wirkungen von UV-Licht auf B. subtilis-Sporen

• Luftgetragene Bakteriensporen können potenziell schädliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben. Um die Luft von B. subtilis-Sporen zu reinigen, wurde eine Studie durchgeführt, um die Auswirkungen von UV-Licht allein und in Verbindung mit thermischer Energie oder Hitze zu untersuchen. Wie in der November 2010 Ausgabe von The Science of the Total Environment berichtet, wurden bis zu 98,5 Prozent der B. subtilis-Sporen durch Erhöhung der Temperatur zusätzlich zur Einwirkung von UV-Licht inaktiviert. Die Studie kam zu dem Schluss, dass die Kombination aus thermischer Energie und UV-Licht wirksamer war als UV-Licht allein.