Bacteriophages

ABSTRACT

Basic mathematical descriptions are useful in phage ecology, applied phage ecology such as in the course of phage therapy, and also toward keeping track of expected phage–bacterial interactions as seen during laboratory manipulation of phages. The most basic mathematical descriptor of phages is their titer, that is, their concentration within stocks, experimental vessels, or other environments. Various phenomena can serve to modify phage titers, and indeed phage titers can vary as a function of how they are measured. An important aspect of how changes in titers can occur results from phage interactions with bacteria. These changes tend to vary in degree as a function of bacterial densities within environments, and particularly densities of those bacteria that are susceptible to or at least adsorbable by a given phage type. Using simple mathematical models one can describe phage–bacterial interactions that give rise particularly to phage adsorption events. With elaboration one can consider changes in both phage and bacterial densities as a function of both time and these interactions. In addition, phages along with their impact on bacteria can be considered as spatially constrained processes. In this chapter we consider the simpler of these concepts, providing in particular detailed verbal explanations toward facile mathematical insight. The primary goal is to stimulate a more informed use and manipulation of phages and phage populations within the laboratory as well as toward more effective phage application outside of the laboratory, such as during phage therapy. More generally, numerous issues and approaches to the quantification of phages are considered along with the quantification of individual, ecological, and applied properties of phages.

INTRODUCTION

The relative simplicity of phage biology, especially as observed on a whole organismal level—i.e., as free  phages, phage-infected bacteria, or not-yet infected bacteria—lends itself to simple mathematical description. The simplest of these descriptors involves the counting of phage numbers. Once a means of counting is  achieved, then it is only natural to consider how these counts can change over time. For most phages, it requires only straightforward manipulation to assure that counts mostly correspond to individual phages, whether as free phages or instead as phages that are infecting  bacteria at low multiplicities, that is, low ratios of phages that have adsorbed or are infecting to total numbers of adsorbable bacteria, thereby assuring that most phage-infected bacteria are singly phage infected.

چکیده

توصیفات ریاضی پایه در فهم اکولوژی، فیزیک فاسی کاربردی مانند دوره فاژ درمانی و نیز در ارتباط با تعاملات فاگو باکتریایی مورد انتظار در طی آزمایشات دستکاری فاژ ها مفید است. ساده ترین توصیفگر ریاضی فاژ ها، تترای آنها است، یعنی تمرکز آنها در سهام، کشتی های تجربی یا محیط های دیگر. پدیده های مختلف می توانند برای اصلاح تیترهای فاژ استفاده شوند و در واقع تابع فاژ ممکن است به عنوان عملکردی از اندازه گیری آنها متفاوت باشد. یکی از جنبه های مهم تغییرات در تیتان ها ممکن است از تعامل فاژ با باکتری ها حاصل شود. این تغییرات به درجه ای از تراکم باکتریایی در محیط و به ویژه تراکم آن باکتری هایی که به واسطه نوع فاژ داده شده حساس هستند یا حداقل جذب می شوند، متفاوتند. با استفاده از مدل های ریاضی ساده می توان تعاملات فاسی باکتریایی را که به ویژه در حوادث جذب فاژ رخ می دهد، توصیف می کند. با تکمیل می توان تغییرات در هر دو فاژ و تراکم باکتری را به عنوان عملکرد هر دو زمان و این تعاملات در نظر گرفت. علاوه بر این، فاژ ها همراه با تاثیر آنها بر باکتری ها می توانند به عنوان فرایندهای محدود فضایی در نظر گرفته شوند. در این فصل، ساده تر این مفاهیم را در نظر می گیریم، به ویژه توضیحات کلامی دقیق در مورد بینش فزاینده ریاضی ارائه می دهیم. هدف اصلی این است که تحریک استفاده و دستکاری فاژ ها و جمع آوری فاژ ها در آزمایشگاه و همچنین استفاده از فاژ بیشتر در خارج از آزمایشگاه مانند فاژ درمانی را تحریک کند. به طور کلی، مسائل و رویکردهای متعددی برای ارزیابی فاژ ها همراه با تعیین مقدار خواص فردی، زیست محیطی و کاربردی فاژ ها در نظر گرفته می شود.

مقدمه

سادگی نسبی زیست شناسی فاژ، به ویژه در سطح کل بدن انسان، به عنوان فاژ های آزاد، باکتری های آلوده به فاژ و یا باکتری های دیگر آلوده، به توضیح ساده ی ریاضی می پردازد. ساده ترین این توصیفگرها شمارش تعداد فاژ ها را شامل می شود. هنگامی که یک وسیله شمارش به دست می آید، طبیعی است که چگونگی این شمارش ها را در طول زمان تغییر دهد. برای اکثر فاگ ها، فقط لازم است دستکاری شود تا اطمینان حاصل شود که شمارش بیشتر مربوط به فایگ های فردی است، به عنوان فاژ های آزاد یا به جای آن فاژ هایی که باکتری ها را در چند ضلعی آلوده می کنند، یعنی نسبتا کم فاژ هایی که جذب شده اند یا آلوده به کل تعداد باکتری های قابل جذب، در نتیجه اطمینان حاصل می کند که بیشتر باکتری های آلوده به فاژ به طور جداگانه آلوده به فاژ هستند.

Year: 2016

Publisher: SPRINGER

By :  Martha R.J. Clokie, Andrew M. Kropinski, Rob Lavigne

File Information: English Language/ 311 Page / size: 5.57 MB

Download

سال : 1395

ناشر : SPRINGER

کاری از : مارتا R.J. Clokie، اندرو M. Kropinski، راب Lavigne

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 311 صفحه / حجم : MB 5.57

لینک دانلود