Bakterielle Zellvitalitätstests: Methoden & Anwendungen

Bakterielle Zellvitalitätstests dienen dazu festzustellen, ob eine Zellprobe lebendig ist. Die Tests können selbst dann nachweisen, ob eine Probe lebendig ist, wenn die Zellen sich nicht vermehren. Die Testmethoden reichen von einfachen Färbungen und der Prüfung der Fortpflanzungsfähigkeit bis hin zu fortschrittlicheren Techniken. Zellvitalitätstests sind besonders nützlich, um die einzigartige Physiologie eines Bakterienstamms zu bestimmen. Diese Tests umfassen die Exposition eines Bakteriums gegenüber einer Vielzahl von Umweltbedingungen.

Zellteilung

Die Zellvitalität kann einfach anhand der Fähigkeit der Bakterien zur Vermehrung bestimmt werden. Dies geschieht, indem Bakterien auf einer Agarplatte kultiviert und die Platte anschließend unter das Mikroskop gelegt werden. Während der Betrachtung unter dem Mikroskop müssen Sie zählen, wie viele Koloniebildene Einheiten (CFUs) vorhanden sind. Mit diesem Test können Sie die Zellvitalität verschiedener Stämme vergleichen, indem Sie die CFU-Anzahlen gegenüberstellen. Je mehr CFUs Sie haben, desto höher ist die Zellvitalität.

Gram-Färbung

Gram-Färbungen ermöglichen es, das Vorhandensein von Bakterien in einer Probe zu visualisieren, da die Zellen violett gefärbt werden. Dieser Test wird am häufigsten mit einem Glasobjektträger durchgeführt, auf dem eine kleine Bakterienprobe platziert wird. Die bakterielle Probe wird kurz erhitzt, damit sie haftet, und dann mit Kristallviolettlösung gefärbt. Die Probe wird nach ausreichender Inkubationszeit für eine Bakterienkultur gefärbt. Nach dem Färben wird die Probe gewaschen, unter das Mikroskop gelegt und betrachtet. Alle gewachsenen Zellen werden violett gefärbt.

Test spezifischer Gen-Transkripte

Wenn ein Organismus lebt, muss er Transkription nutzen, um Informationen aus seiner DNA abzurufen. Nachdem die Informationen in Boten-RNA transkribiert wurden, können sie in einem Prozess namens Translation verwendet werden, um Aminosäuren zu produzieren. Diese Aminosäuren werden dann zu den Proteinen konfiguriert, die das Überleben eines Organismus ermöglichen. Durch den Test auf die Transkription spezifischer Gene ist es möglich zu sehen, ob das Bakterium lebendig ist oder nicht. Dies kann mittels Polymerase-Kettenreaktion (PCR) oder Mikroarrays nachgewiesen werden.

Stabilität der ribosomalen RNA

Wenn ein lebender Organismus stirbt, beginnen seine RNA und DNA zu zerfallen. Der Grund für den Test der ribosomalen RNA anstelle regulärer RNA ist, dass in jedem Organismus viel mehr ribosomales genetisches Material vorhanden ist als reguläre RNA. Da es in so großer Menge vorkommt, erfordert es keine PCR-Amplifikation wie reguläre RNA. Die Zellvitalität korreliert mit intakter RNA.

Permeabilität der Zellmembran

Eine Zelle muss aktiv Materialien durch ihre Zellmembran austauschen, um ihren Energie-, Wasser- und Nährstoffbedarf zu decken. Ist eine Zelle nicht lebendig, kann sie ihre Zellmembran nicht anweisen, Abfälle zu entfernen und notwendige Supplemente zum Überleben aufzunehmen. Indem eine Zellmembran fluoreszierenden Verbindungen ausgesetzt wird, kann eine Probe auf Permeabilität getestet werden. Diese Permeabilität wird dann anhand des Fluoreszenzniveaus unter UV-Licht gemessen. Höhere Fluoreszenzwerte entsprechen höheren Permeabilitätswerten. Dies ermöglicht die Messung der Zellvitalität durch Fluoreszenz.