Bdellovibrio bacteriovorus'un biyofilm ve mikrobiyal korozyon üzerindeki inhibisyon etkisinin araştırılması
Investigation of inhibitory effect of Bdellovibrio bacteriovorus on biofilm and microbial corrosion
- Tez No: 926330
- Danışmanlar: PROF. DR. NİHAL DOĞRUÖZ GÜNGÖR, DOÇ. DR. GÖKHAN ÖZER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoloji, Mikrobiyoloji, Biology, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Temel ve Endüstriyel Mikrobiyoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 113
Özet
Mikrobiyal korozyon, mikroorganizmaların neden olduğu veya hızlandırdığı metallerin bozulmasından oluşan bir süreçtir. Bu mikrobiyolojik olay önemli endüstriyel ve ekonomik kayıplara neden olmaktadır. Bu nedenle, bu endüstriyel sorunun kontrolüne yönelik çeşitli yöntemler geliştirilmekte ve avcı bakterilerin kullanımının bu sorunla mücadelede potansiyel bir biyolojik alternatif olabileceği düşünülmektedir. Bu avcı bakterilerin potansiyel olarak diğer mikroorganizmalarla beslenerek metal yüzeyinde korozyona neden olan bakterilerin gelişimini veya metabolik faaliyetlerini engellediği düşünülmektedir. Bdellovibrio bacteriovorus, çoğalmak için diğer bazı bakterileri avlama özelliğiyle oldukça iyi bilinen avcı bakterilerden biridir. Bu çalışmanın amacı, Bdellovibrio bacteriovorus HD100'ün biyofilm oluşumunu engellenmesi ve paslanmaz çeliğin mikrobiyal korozyonu üzerindeki etkisini araştırmaktır. 316L paslanmaz çelik, çeşitli endüstrilerde, boru hattı ekipmanlarında ve tıbbi cihazlarda kullanılan yüksek korozyon direncine sahip metallerden biridir. Bu çalışmada, bir su soğutma kulesini simüle eden üç paralel model su sirkülasyon sistemi tasarlanmış ve 316L paslanmaz çelik kuponlar 8 aylık bir süre boyunca sistemlere yerleştirilmiştir. Çalışmamızda steril çeşme suyu içeren bir kontrol sistemi, steril olmayan çeşme suyu içeren bir sistem ve B. bacteriorovus HD100 içeren steril olmayan çeşme suyu içeren üçüncü bir sistem kullanılmıştır. Avcı bakteri içeren sistem ve içermeyen sistemdeki kuponlar her ay düzenli olarak çıkarılarak, paslanmaz çelik yüzeyde oluşan kantitatif biyofilm miktarı, EPS bileşenleri olan karbonhidrat ve protein miktarı, aerobik heterotrofik bakteri sayısı belirlenmiştir. Bunun yanında Illumina MiSeq dizeleme yöntemi kullanılarak biyofilmdeki bakteri toplulukları belirlenmiş ve oluşan biyofilm 3D optik profilometre altında görselleştirilmiştir. Ayrıca, sistemlerdeki fiziko-kimyasal parametreler ve sudaki aerobik heterotrofik bakteri sayısı da her ay belirlenmiştir. Mikrobiyal korozyonu değerlendirmek için bu kuponların ağırlık kayıpları hesaplanmış ve kuponlarda oluşan korozyon hasarları SEM/EDS analizleri ile incelenmiştir. Çalışma sonuçları değerlendirildiğinde üç sistemdeki toplam çözünmüş madde miktarının ve iki bakteriyel sistem biyofilmlerinde bulunan aerobik heterotrofik bakteri sayılarının önemli ölçüde farklı olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca avcı bakteri içeren sistemdeki EPS içeriğindeki toplam protein miktarının diğer bakteri içeren sisteme göre daha düşük olduğu belirlenmiştir. Biyoinformatik analizle desteklenen metagenomik sonuçlar, avcı bakteri içeren sistemin diğer bakteri içeren sisteme göre daha düşük bakteri bolluğuna ve çeşitliliğine sahip olduğunu göstermiştir. Öte yandan, B. bacteriovorus içermeyen bakterili sisteme yerleştirilen kuponlarda daha yüksek bir ağırlık kaybı gözlenirken, en düşük ağırlık kaybı steril sisteme yerleştirilen kuponlarda gözlenmiştir. SEM/EDS analizleri ile kuponların bölgesel korozyona uğradığını göstermiştir. Bu çalışma, B. bacteriovorus HD100'ün çevresel biyofilm oluşumu ve 316L paslanmaz çeliğin mikrobiyal korozyonunun engellenmesi üzerindeki etkisine ilişkin ilk verileri temsil etmektedir. Sonuçlarımız, 316L paslanmaz çelik bazlı ekipmanların biyolojik kontrolünde B. bacteriovorus HD100'ün kullanılmasına yönelik bir katkı sağlayabilir. Son olarak, bu çalışmadan elde edilen veriler, mikroorganizmaların neden olduğu endüstriyel sorunların çevre dostu yöntemlerle çözülmesine katkıda bulunabilir.
Özet (Çeviri)
Microbial corrosion is a process consisting of the deterioration of metals caused or accelerated by microorganisms. This microbiological event is the cause of important industrial and economic losses. In this fact, various control of this industrial problem is developed and the use of predatory bacteria is thought to be a potential biological alternative to fight against this issue. By potentially feeding on the other microorganisms, these predators are thought to inhibit the development or metabolic activities of the corrosion causing bacteria on the metal surface. Bdellovibrio bacteriovorus is one of the best known predator bacteria, known for its specificity to prey on some other bacteria for its multiplication. The aim of this study was to investigate the effect of Bdellovibrio bacteriovorus HD100 on the inhibition of biofilm formation and microbial corrosion of stainless steels. 316L stainless steel is one of the highly corrosion resistant metals used in various industries, pipeline equipment and medical devices. In this study, three parallel water circulation systems simulating a water cooling tower were designed and coupons of 316L stainless steel were placed in each system for a period of 8 months. A control system containing sterile tap water, a system containing non-sterile tap water and a third system containing non-sterile tap water with B. bacteriorovus HD100. Coupons in non-sterile systems , with or without predator bacteria, were removed monthly and amount of formed biofilm, EPS components including carbohydrate and protein quantity, and aerobic heterotrophic bacterial cell count were determined. Besides, bacterial communities in the biofilm were determined by using the Illumina MiSeq sequencing method and the formed biofilm was visualized by using 3D optical profilometer. In addition, physico-chemical parameters and number of aerobic heterotrophic bacterial cells of the water in the systems were monthly determined. Weight loss measurements of these coupons and SEM/EDS analysis were carried out to assess microbial corrosion damages. The total dissolved solids in the three systems were significantly different. The aerobic heterotrophic bacterial cell counts in the biofilm collected from the two bacterial systems were also significantly different. In addition, while the amount of biofilm formed in the two bacterial systems was not different, the system containing the predator bacterium had a lower amount of total protein in the EPS than the other bacterial system. The metagenomic results, supported by bioinformatic analysis, showed that the bacterial system containing the predator bacterium had low bacterial richness and diversity than the other bacterial system. On the other hand, a significant and increasing weight loss was observed in the coupons placed in the bacterial system without B. Bacteriovrous and the lowest weight loss was observed in the coupons placed in the sterile system. SEM/EDS analysis showed the formation of localised corrosion on the coupons. This study represents the first data on the effect of B. bacteriovorus HD100 on the formation of environmental biofilm and the inhibition of microbial corrosion of 316L stainless steel. Our results can serve for using B. bacteriovorus HD100 in biological control of 316L stainless steel based equipment. Finally, the data obtained from this study can contribute to solve industrial problems caused by microorganisms with eco-friendly based methods.
Benzer Tezler
- Atıksu arıtımında membran filtrasyon performansının arttırılmasında Bdellovıbrıo bacteriovorus 'un biyofilm giderme etkisinin araştırılması
Investigation of biofilm removal effect of Bdellovibrio bacteriovorus for enhancing membrane filtration performance in wastewater treatment
HİLAL YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
BiyoteknolojiGebze Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK ÖZKAN
- Bdellovibrio bacteriovorus'un klinik patojenler ve biyofilmleri üzerine etkisi
The effect of bdellovibrio bacteriovorus on clinical pathogens and biofilms
SELCAN KAHRAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
MikrobiyolojiEge ÜniversitesiFarmasötik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE HOŞGÖR LİMONCU
DR. ÖĞR. ÜYESİ YAMAÇ TEKİNTAŞ
- Avcı bakteri Bdellovibrio bacteriovorus'un atık su arıtımında kullanılan membranların temizlenmesinde biyolojik yöntem olarak kullanımı
Use of predator bacterium, Bdellovibrio bacteriovorus, as a biological method for cleaning of membranes used for wastewater treatment
ÇİSEL ŞENGEZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Çevre MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK ÖZKAN
- Farelerde Staphylococcus aureus ile oluşturulan yüzeyel insizyonel cerrahi alan enfeksiyonları üzerine Bdellovibrio bacteriovorus içerikli pansuman uygulamasının etkisi
The effect of Bdellovibrio bacteriovorus containing dressing on superficial incisional surgical site infections experimentally induced by Staphylococcus aureus in mice
GÜLSEREN MARAŞ
Doktora
Türkçe
2023
HemşirelikErciyes ÜniversitesiHemşirelik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM CEYHAN
DOÇ. DR. PINAR SAĞIROĞLU
- Su ve toprak örneklerinden biyoteknolojik potansiyele sahip bdellovibrio ve benzeri organizmaların izolasyonu ve filogenetik olarak tanımlanması
Isolation and phylogenetic identification of bdellovibrio and like organisms with biotechnological potential from water and soil samples
DİLEK ŞEKER
Doktora
Türkçe
2019
BiyolojiManisa Celal Bayar ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDURRAHMAN ÜSAME TAMER