ด้วยเฉดสีม่วงและชมพูอันละเอียดอ่อน เทคนิคในห้องปฏิบัติการที่เรียกว่าการย้อมสีแกรมทำให้แบคทีเรียมีลักษณะเฉพาะอย่างน่าเชื่อถือมานานกว่าศตวรรษ การวิจัยใหม่พบว่านักวิทยาศาสตร์หลายคนเข้าใจผิดว่าเหตุใดวิธีการที่ชัดเจนจึงได้ผลนักวิจัยรายงาน วันที่ 27 เมษายนในACS Chemical Biologyว่าสีย้อมสีม่วงที่เรียกว่าคริสตัลไวโอเลต ซึ่งเป็นส่วนผสมหลักในการย้อมสีกรัม ตรงกันข้ามกับตำราทางวิทยาศาสตร์มาตรฐาน แต่สีย้อมจะติดอยู่ในห่อแน่นของโพลีเมอร์ที่เติมน้ำตาลซึ่งเรียกว่าเปปติโดไกลแคนซึ่งห่อหุ้มเซลล์แบคทีเรีย ความหนาและความสมบูรณ์ของเกราะแบคทีเรียหวานจะกำหนดว่าคริสตัลไวโอเล็ตออกจากเซลล์สีม่วงหรือไม่ เฉดของราชวงศ์หรือขาดมันเผยให้เห็นโครงสร้างภายนอกของเซลล์ประเภทหนึ่ง
จัดพิมพ์โดย Hans Christian Gram ในปี พ.ศ. 2427
การย้อมสีแกรมแยกแยะแบคทีเรียแกรมบวก (สีม่วง) ออกจากแบคทีเรียแกรมลบ (สีชมพู) สัตว์เลื้อยคลานแกรมบวก เช่น staph มีชั้น peptidoglycan หนาที่ป้องกันเยื่อหุ้มเซลล์ชั้นใน เซลล์แกรมลบ เช่นE. coliมีชั้น peptidoglycan บางๆ ประกบระหว่างเยื่อหุ้มชั้นนอกที่มีรูพรุนและเยื่อหุ้มชั้นใน
วิธีย้อมแกรมได้ผลจริงๆ
ในแผนภาพแบบง่ายของการย้อมสีแกรม ขั้นแรกให้บำบัดเซลล์แบคทีเรียด้วยสีย้อมสีม่วงที่เรียกว่าคริสตัลไวโอเล็ต สีย้อมจะเข้าไปในชั้น peptidoglycan (สีเทา) ของเซลล์ ทำให้ย้อมเป็นสีม่วง ชั้นนั้นหนากว่าในเซลล์แกรมบวก (บน) มากกว่าในแบคทีเรียแกรมลบ (ล่าง) การล้างด้วยแอลกอฮอล์จะทำลายเยื่อหุ้มเซลล์ (สีน้ำเงิน) และชั้น peptidoglycan บางๆ ของแบคทีเรียแกรมลบ เหลือเพียงเซลล์เหล่านั้นที่มีชั้น peptidoglycan หนาและส่วนใหญ่ไม่บุบสลายเท่านั้นที่จะปรากฏเป็นสีม่วงภายใต้กล้องจุลทรรศน์
เครดิต: MJ Wilhelm et al/ACS Chemical Biology 2015 ดัดแปลงโดย J. Hirshfeld
นักจุลชีววิทยาคิดว่าคริสตัลไวโอเล็ตสามารถผ่านเยื่อหุ้มเซลล์และเข้าไปในเซลล์ทั้งสองประเภทได้อย่างง่ายดาย นักจุลชีววิทยา Moselio Schaechter ศาสตราจารย์กิตติคุณจาก Tufts University School of Medicine ในบอสตันกล่าว การอาบน้ำที่รุนแรงภายหลังจากแอลกอฮอล์สามารถกัดกร่อนเยื่อหุ้มเซลล์ทั้งสองประเภทได้ โครงสร้างภายนอกของเซลล์แกรมลบที่อุดตันโดยเฉพาะอย่างยิ่งนี้ รวมถึงชั้นบาง ๆ ของ peptidoglycan ซึ่งถูกผูกไว้กับเยื่อหุ้มชั้นนอก ทำให้สีย้อมสีม่วงสามารถล้างออกได้ ในขณะเดียวกัน ชั้นของ peptidoglycan ที่แข็งแรงกว่าของเซลล์แกรมบวกจะบิดเบี้ยวเล็กน้อย แต่ส่วนใหญ่ยังคงไม่บุบสลาย ทำให้จุลินทรีย์เป็นสีม่วง จากนั้นเซลล์แกรมลบที่ไม่มีสีสามารถย้อมด้วยสีย้อมอื่น เช่น ซาฟรานีน ทำให้เซลล์เป็นสีชมพู
Michael Wilhelm นักเคมีกายภาพแห่ง Temple University ในฟิลาเดลเฟียกล่าวว่าคำอธิบายนั้นไม่ถูกต้อง การใช้เทคนิคสเปกโทรสโกปีที่พัฒนาขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้ซึ่งตรวจสอบโมเลกุลขณะเคลื่อนที่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ วิลเฮล์มและเพื่อนร่วมงานพบว่าคริสตัลไวโอเลตไม่ผ่านเยื่อหุ้มชั้นในของเซลล์ทั้งสองประเภท
แต่ไวโอเล็ตคริสตัลจะซึมเข้าไปในรอยแยกของเพปทิโดไกลแคน ซึ่งทำหน้าที่เหมือน “กำแพงอิฐน้ำตาล” วิลเฮล์มกล่าว ผนังบางของเซลล์แกรมลบแตกในแอลกอฮอล์ล้างและปล่อยสีย้อมออกมา เขาอธิบาย ในเซลล์แกรมบวก คริสตัลไวโอเลตจะค่อยๆ ระบายออกจากสิ่งกีดขวาง peptidoglycan หนา แต่ไม่เร็วพอที่จะปล่อยให้เซลล์ไม่มีสีในระหว่างโปรโตคอล
นักจุลชีววิทยา Rita Moyes จากมหาวิทยาลัย Texas A&M ในคอลเลจสเตชั่นกล่าวว่าการศึกษานี้น่าสนใจ นักวิทยาศาสตร์ควรใช้เทคโนโลยีใหม่ ๆ เพื่อศึกษาเทคนิคเก่า ๆ ต่อไป เธอกล่าว
“ใครจะคิดว่าสื่อการสอนเรื่องแกรมสเตนจำเป็นต้องมีการอัพเดท” นักจุลชีววิทยา Mark Forsyth จาก College of William & Mary ในเมืองวิลเลียมสเบิร์ก รัฐเวอร์จิเนีย กล่าว แต่เขากล่าวว่า “อาจต้องใช้เวลาสักครู่ในการโน้มน้าวให้อาจารย์เก่าอย่างผมเปลี่ยนความคิดเกี่ยวกับรอยเปื้อนในอดีตนี้”
credit : superverygood.com stephysweetbakes.com titanschronicle.com seminariodeportividad.com gunsun8575.com mafio-weed.com pimentacomdende.com nextdayshippingpharmacy.com proextendernextday.com sweetdivascakes.com
