Global phenotypic characterization of bacteria

Barry R. Bochner Biolog Inc., Hayward, CA, USA, FEMS Microbiol Rev 33 (2009) 191–205

Abstract
The measure of the quality of a systems biology model is how well it can reproduce and predict the behaviors of a biological system such as a microbial cell. In recent years, these models have been built up in layers, and each layer has been growing in sophistication and accuracy in parallel with a global data set to challenge and validate the models in predicting the content or activities of genes (genomics), proteins (proteomics), metabolites (metabolomics), and ultimately cell phenotypes (phenomics). This review focuses on the latter, the phenotypes of microbial cells. The development of Phenotype MicroArrays, which attempt to give a global view of cellular phenotypes, is described. In addition to their use in fleshing out and validating systems biology models, there are many other uses of this global
phenotyping technology in basic and applied microbiology research, which are also described.

do you want fullpaper?

Bacteria eating viruses help fight food pathogens: EFSA study

By MIke Stones, 18-May-2009

http://www.bakeryandsnacks.com/Publications/Food-Beverage-Nutrition/FoodProductionDaily.com/Quality-Safety/Bacteria-eating-viruses-help-fight-food-pathogens-EFSA-study/?c=Mw3I8ARrLy9tka7BWXB0MQ%3D%3D&utm_source=newsletter_daily&utm_medium=email&utm_campaign=Newsletter%2BDaily

“Bacteria eating” viruses, known as bacteriophages, could be an effective way of eliminating specific food pathogens, according to a recent report from the European Food Safety Authority’s BIOHAZ Panel.

Some bacteriophages, under specific conditions, could be used to eliminate specific pathogens in milk and meat products, concluded the study.

The panel, which deals with biological hazards in the field of food safety and food-borne diseases, noted that bacteriophages tend to persist longer than their hosts and behave as inert particles in the environment.

But, their long-term antibacterial activity is reduced on dry surfaces and their persistence in food varies with each bacteriophage, and with the conditions of application. Factors include: Dose, and physical and chemical factors associated with the food such as pH and moisture levels. For example, refrigeration temperatures improve the persistence of bacteriophages on the surfaces of meat and dairy products.

Environmental factors

However, after reviewing peer-reviewed scientific literature, the panel was unable to conclude whether or not bacteriophages can protect against bacteria in cases where the food becomes re-contaminated. The effectiveness of bacteriophages against re-contamination of food may vary according to the characteristics of the food, the type of bacteriophage and how it is used, and environmental factors.

The panel recommended further research to gauge the persistence of bacteriophages in foods and their ability to prevent recontamination with bacterial pathogens. Research should focus on specific combinations of bacteriophages, pathogens and foods, it said.

The panel’s study stemmed from a request from European Commission for the European Food Safety Authority (EFSA) to advise on the use of bacteriophages on food of animal origin. It was asked to particularly focus on the mode of action of bacteriophages on carcasses, meat and dairy products.

Bacterial cells

Bacteriophages occur in a broad range of habitats in nature and can be isolated from meat, milk and derived products. They replicate best on growing bacterial cells, but can also reproduce on cells which are not in a growing phase.

The US Food and Drug Administration first approved the use of bacteria eating viruses as food additives in ready-to-eat meat and poultry to protect against Listeria three years ago.

Disertasi Ulfah Utami: Senyawa Antibakteri dari Tanaman Mangrove

13 Agustus 2008
Kebutuhan bahan antimikroba untuk terapi penyakit infeksi masih tinggi. Di sisi lain timbul mikroorganisme patogen yang resisten terhadap antimikroba yang ada. Kondisi tersebut menuntut pencarian bahan-bahan antimikroba baru untuk mengatasinya. Salah satu upaya yang bisa dilakukan adalah dengan mencari antibakteri baru, melalui eksplorasi dan seleksi mikroba, mencari jenis yang beragam dari habitat yang beragam pula dengan harapan akan akan didapat isolat baru yang menghasilkan antibakteri yang lebih baik.
Upaya tersebut dapat dilakukan dengan memproduksi senyawa metabolit sejenis yang terdapat dalam tanaman, misalnya dari hutan mangrove. Habitat hutan mangrove dilaporkan memiliki tanaman-tanaman yang mengandung senyawa metabolit sekunder yang aktif sebagai antimikroba, misalnya tanaman Bruguiera gymnorrhiza.
Demikian diungkapkan Dra Ulfah Utami MSi dalam disertasi berjudul “Isolasi, Identifikasi, dan Seleksi Bakteri Endofit Penghasil Senyawa Anti Bakteri dari Tanaman Mangrove (Bruguiera gymnorrhiza)”. Ujian terbuka disertasi ini dilaksanakan Program Pascasarjana Fakultas Pertanian Universitas Brawijaya, Rabu (13/8), dengan promotor Prof Dr Ir Soemarno MS, kopromotor Prof Dr dr Sumarno DMM Sp MK, dan Ir Yenny Risjani DEA PhD, serta majelis penguji yang terdiri dari Prof Dr Ir Siti Rasminah Ch Sy, Dr drh Aulani’am DES, Dr Dra Utami Sri Hastuti MPd, dan Mohammad Amin MSi PhD.
Ulfah melakukan penelitian disertasinya melalui beberapa tahapan kerangka operasional penelitian. Sampel tanaman Bruguiera gymnorrhiza diambil dari lima lokasi berbeda. Selanjutnya dilakukan isolasi dan identifikasi bakteri endofit Bruguiera gymnorrhiza yang terkandung di akar, ranting, daun, dan buah. Tahap berikutnya, dilakukan pemurnian dan identifikasi yang meliputi pewarnaan gram, morfologi koloni, dan uji kimia. Uji aktivitas antibakteri metabolit dan endofit dilakukan dengan mengkultur bakteri pada media MHB dan juga pengukuran diameter zona hambat pertumbuhan bakteri uji. Selanjutnya dengan menganalisis protein menggunakan SDS-PAGE, mengisolasi fraksi protein, dan uji aktivitas anti bakteri fraksi protein dilakukan untuk proses fraksinasi protein metabolit bakteri endofit. Sedangkan proses pemeriksaan kualitatif senyawa metabolit sekunder bakteri endofit dilakukan melalui ekstraksi metabolit sekunder dengan diklorometan, penapisan kimia dan uji aktivitas.
Dari penelitian tersebut, Ulfah Utami mampu mengisolasi beberapa bakteri dari tanaman Bruguiera gymnorrhiza yaitu Bacills megaterium, Burkholderia cepacea, Alcaligenes faecalis, Actinobacillus sp, Salmonella sp, Salmonella choleraesuis, Enterobacter egglomerans, Acinobacter iwoffi, Hafnia alvei, Pseudomonas fluorescens, Bacillus subtilis, dan Weeksella zooheleum. Terdapat dua isolat bakteri endofit yaitu isolat BP1 (Bacills megaterium) yang mempunyai aktivitas anti bakteri terhadap Staphylococcus aureus dan isolat DT (Hafnia alvei) yang anti terhadap bakteri Escherichia coli.
Dalam yudisium Ulfah Utami dinyatakan lulus dengan predikat sangat memuaskan (IPK 3,82) dan berhal menyandang gelar doktor dalam ilmu-ilmu pertanian dengan minat lingkungan pesisir dan kelautan.
Dr Ulfah Utami MSi (43 tahun), perempuan kelahiran Kediri, 9 Mei 1965, sarjana biologi lulusan ITB (1990), magister pengelolaan sumberdaya alam dan lingkungan dari IPB (1997), adalah dosen FMIPA STAIN Malang sejak 2000, dan pernah menjabat sebagai Ketua Program Studi Biologi FMIPA STAIN Malang (2000-2003), Pembantu Dekan I Fakultas Sains dan Teknologi UIN Malang (2003-2005), dan Pembantu Dekan II pada Fakultas Sains dan Teknologi UIN Malang (2005-aekarang). [fjr]

Bakteri Coli Sumber Energi Alternatif

http://kompas.com/read.php?cnt=.xml.2008.01.30.22013967&channel=1&mn=53&idx=57

Rabu, 30 Januari 2008 | 22:01 WIB

IDAHO, KAMIS - Bagi kebanyakan orang, nama bakteri Escherichia coli langsung memunculkan kesan yang sangat erat dengan racun makanan dan penarikan produk makanan dari pasar. Tapi buat Profesor Thomas Wood, bakteri ini bisa diolah menjadi sumber energi yang kelak dapat menghidupkan kendaraan bermotor dan penerangan di rumah-rumah.

Dengan memodifikasi sifat genetis bakteri E. Coli, profesor dari Fakultas Teknik Kimia Universitas A&M Texas itu berhasil merekayasa jaringan Coli sehingga menghasilkan gas hidrogen yang cukup banyak. Seperti dikutip dari hasil penelitiannya yang berjudul Microbial Biotechnology, sel yang telah dimodifikasi gennya itu memproduksi hidrogen 140 kali lebih banyak dibanding proses normal.

Meskipun demikian, Thomas sadar masih banyak hal yang harus dilakukan sebelum hasil penelitiannya ini dikembangkan secara komersial. Tapi satu hal yang pasti, temuan Thomas menjanjikan satu lagi alternatif sumber energi yang bisa digunakan pada masa-masa mendatang.

Sumber hidrogen

Bahkan hasil penelitian ini bisa disebut sebagai batu lompatan bagi terlahirnya energi berbasis hidrogen-yang diyakini akan banyak diterapkan di berbagai negara kelak. Energi yang terbarukan, bersih, dan efisien adalah kunci bagi teknologi yang memanfaatkan sel sebagai bahan bakar.

Jenis bahan bakar ini berpotensi menjadi sumber energi buat barang-barang, mulai dari elektronik yang mudah dipindahkan hingga kendaraan bermotor, dan bahkan pembangkit listrik sekalipun.

Saat ini hidrogen diproduksi secara massal di seluruh dunia dengan teknologi yang dikenal dengan sebutan ‘memecah air’, sehingga hidrogen bisa terpisah dari oksigen dalam unsur air. Tapi proses ini sangatlah mahal dan membutuhkan energi yang luar biasa besarnya, itu sebabnya teknologi ini belum ekonomis bagian kebanyakan orang.

Tetapi temuan Wood menawarkan solusi yang berbeda. Bila selama ini orang kerap mendengar jaringan tertentu selalu membawa penyakit untuk manusia, namun sebenarnya banyak jaringan lain yang tidak menimbulkan bahaya, bahkan bermanfaat positif bisa mencegah hadirnya bakteri jahat di tubuh manusia.

Dan bakteri E. coli bukan cuma baru kali ini diketahui berdampak bagus untuk manusia, setelah diproduksi sebagai insulin dan dimanfaatkan untuk pengembangan berbagai vaksin.(ANT)
WAH

Elok Zubaidah: Eksplorasi Isolat Bakteri Asam Laktat Probiotik Indigenous

Pangan probiotik berbasis serealia saat ini telah banyak dikembangkan. Serealia mengandung serat pangan yang selain memberikan efek fisilogis bagi kesehatan, juga dapat menstimulasi pertumbuhan Lactobacillus dan Bifidobacteria yang ada pada kolon. Selain efek kesehatan, aplikasi fermentasi pada serealia memberikan beberapa keuntungan antara lain meningkatkan daya simpan, palatabilitas, keamanan, dan nilai nutrisi. Bekatul padi merupakan produk hasil samping serealia yang sampai saat ini pemanfaatannya sebagai bahan baku pangan masih belum banyak dilakukan. Bekatul mengandung komponen yang sangat bernilai tinggi, terdiri dari 12-15% protein, 14-20% lemak, sumber vitamin B kompleks, A, C, D, dan E serta serat larut. Jika ditinjau dari komponenennya, bekatul padi merupakan medium sangat bernilai tinggi untuk digunakan sebagai produk probiotik.
Demikian Ir Elok Zubaidah MS dalam ujian tertutup yang diselenggarakan Program Pascasarjana Fakultas Pertanian Universitas Brawijaya, Rabu (5/12). Disertasi yang dibawakan berjudul “Eksplorasi Isolat Bakteri Asam Laktat Probiotik Indigenous dari Bekatul Padi”. Bertindak sebagai promotor Prof Dr Ir Harijono MAppSc dengan kopromotor Prof Dr Ir Sri Kumalaningsih MAppSc dan Prof Dr Ir Hari Purnomo MAppSc. Sementara dosen penguji terdiri dari Dr Ir Suhardjo MS, Dr Dra Utami Sri Hastuti MPd, Dr Ir Wignyanto MS, dan Ir Sukoso MSc PhD.
Lebih lanjut dipaparkan, isolasi BAL dari bekatul (isolate indogenous) yang memiliki kemampuan sebagai probiotik dan memanfaatkannya sebagai kultur murni pada fermentasi substrat yang sama diduga memiliki kecepatan pertumbuhan yang lebih tinggi dibandingkan probiotik komersial karena merupakan habitat asli. Oleh sebab itu, perlu dilakukan penelitian tentang isolasi dan karakteristik BAL asal bekatul serta potensinya sebagai probiotik diperlukan guna menghasilkan galur probiotik baru yang dapat diaplikasikan untuk pengembangan pangan probiotik, khususnya berbasis bekatul.
Pada penelitian tahap pertama dilihat kemampuan bekatul sebagai substrat bagi pertumbuhan BAL probiotik komersial (L acidophilus) di mana pada jam ke-12 jumlah L acidophilus tertinggi pada perlakuan proporsi susu skim dan bekatul 0:12 (medium bekatul 12%) yakni sebesar 1,43 x 109 cfu/ml, sedangkan jumlah L acidophilus terendah pada perlakuan proporsi susu skim dan bekatul 12:0 (medium susu skim 12%) dengan total BAL sebesar 7,63 x 109 cfu/ml. Hal ini menunjukkan bahwa medium bekatul mampu mempercepat pertumbuhan isolat BAL L acidophilus. Untuk penelitian tahap kedua dilakukan isolasi dan karakterisasi isolate BAL dari bekatul.
Untuk penelitian tahap ketiga dilihat potensi probiotik isolat BAL indigenous asal bekatul. Percobaan pertama yakni melihat kemampuan BAL indigenous asal bekatul dalam menghambat pertumbuhan bakteri patogen. Hasil uji aktivitas bakteriosin menunjukkan bahwa seluruh isolate tidak menunjukkan aktivitas penghambatan terhadap seluruh bakteri pathogen yang diuji. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa produksi bakteriosin dipengaruhi oleh faktor pH dan temperatur. Bakteriosin diproduksi pada masa awal logaritmik dari bakteri pada pH di bawah 4,5 dan suhu 30 0C atau kondisi suboptimal dari pertumbahan bakteri. Selain itu ditambahkan zat-zat yang mampu meningkatkan produksi bakteriosin seperti Tween 80, tripton, dan mannose. Percobaan kedua melihat kemampuan tumbuh BAL indigenous pada pH lambung dan garam empedu. Hasil pengujian identifikasi BAL indigenous dengan Metode PCR dihasilkan sebanyak 300-600 pasangan basa dan 16S rRNA dari isolat BAL indigenous hasil sequencing. Hasil ini kemudian dibandingkan dengan koleksi strain pada National for Biotechnology Information (NCBI) Blast Library.
Penelitian tahap keempat, dipilih BAL probiotik sebagai kultur starter yang memiliki kecepatan pertumbuhan dan aktivitas antibakteri pada medium bekatul. Pemilihan isolate terbaik dilakukan dengan metode ranking yang didasarkan pada pengujian kecepatan pertumbuhan BAL, kecepatan pengasaman, kecepatan penurunan pH serta aktivitas antimikroba pada medium bekatul. Berdasarkan skala ranking, isolat B2 (Lactobacillus plantarum subsp Argentoratensispartial 16S rRNA gene, tipe strain DKO 22T) merupakan isolat terpilih berdasarkan kemampuan penghambatan terhadap 3 bakteri patogen lebih tinggi, penurunan pH tertinggi, kenaikan asam tertinggi dengan jumlah total BAL masih di atas persyaratan standar minuman probiotik. Isolat J2 walaupun memiliki jumlah sel tertinggi namun aktivitas penghambatan terhadap bakteri patogen lebih rendah dibandingkan isolat B2, demikian juga kecepatan pengasaman dan penurunan pH.
Hasil isolasi BAL dari bekatul menunjukkan bahwa 4 dari 9 isolat BAL indigenous yang diperoleh berpotensi sebagai probiotik. Hasil identifikasi dengan metode PCR keempat isolat tersebut adalah B1 (Lactobacillus plantarum subsp. Argentoratensis partial 16S rRNA gene, tipe strain DKO 22T, 96% identitas), D3 (Lactobacillus sp. 9D10 16S ribosomal RNA gene, 99%), J1 (Lactobacillus arizonensis partial 16S rRna gene, Strain NRRL B-14770, 97%) dan J2 (Lactobacillus plantarum subsp. Argentoratensis partial 16S rRNA gene, type strain DKO 22T, 100%). Sedangkan, isolate BAL indigenous B2 (Lactobacillus plantarum subsp. Argentoratensis partial 16S rRNA gene, tipe strain DKO 22T) memiliki kemampuan menurunkan pH dan pengasaman medium yang lebih cepat dibanding isolat BAL probiotik komersial maupun isolat BAL indogenous yang lain di mana pada jam ke-9 medium fermentasi yang menggunakan isolat BAL indigenous B2 telah mencapai pH 4,5 dengan total asam tertinggi yaitu 1,07 total BAL sebesar 3,77 x 109 cfu/ml. Serta memiliki diameter penghambatan terhadap S aureus ATCC 29213, L monocytogenes ATCC 1194, E coli ATCC 25922 dan S typhi masing-masing sebesar 1,40 cm; 1,33 cm; dan 1,32 cm pada fermentasi ke-12.
Pada akhir ujian, Elok Zubaidah dinyatakan lulus dan berhak menyandang gelar doktor dalam ilmu pertanian dengan minat teknologi hasil pertanian, meraih predikat sangat memuaskan dengan nilai A, serta lama studi 4 tahun 3 bulan.
Dr Ir Elok Zubaidah MS, lahir di Probolinggo tanggal 21 Agustus 1959, sarjana pertanian (Ir) lulusan Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Unibraw (1983), dan magister sains lulusan Unibraw (1998), bekerja sebagai staf pengajar pada Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya Malang sejak 1992 hingga saat ini.

sumber: http://prasetya.brawijaya.ac.id/des07.html#elok 5 Desember 2007