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Understanding the molecular mechanisms involved in the spore inactivation by plasma sterilization

Raguse, M. und Fiebrandt, M. und Stapelmann, K. und Awakowicz, P. und Eaton, P. und Eichenberger, P. und Douki, T. und Moeller, R. (2017) Understanding the molecular mechanisms involved in the spore inactivation by plasma sterilization. In: BIOspektrum - Das Magazin für Biowissenschaften - Abstractbook - Sonderausgabe (D13808), Seite 221. Springer. MICROBIOLOGY AND INFECTION 2017, 5th Joint Conference of the DGHM & VAAM, VAAM Annual Meeting 2017, 69th Annual Meeting of the DGHM, 05-08-March 2017, Würzburg, Germany. ISSN 0947-0867.

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Kurzfassung

Being the most resistant form of a biological system, spores of Bacillus subtilis are very resistant against a broad spectrum of sterilization methods and, therefore, are commonly used as a biological indicator in order to verify the functionality of a sterilization procedure. The process of low-pressure plasma sterilization is a promising alternative to conventional sterilization methods as it is extremely fast, efficient and gentle to heatsensitive materials. Active plasma species contain a high degree of sporicidal UV/VUV-radiation, as well as charged particles and free radicals, which exert detrimental effects on microorganisms. In this study we present novel insights into the key factors involved in spore inactivation by low pressure plasma sterilization using a double inductively-coupled plasma reactor. In order to standardize the assessment of spore inactivation efficiencies by plasma discharges, an electrically operated deposition device was developed, allowing fast, reproducible, and homogeneous preparation of B. subtilis spore in monolayers on surfaces leading to more reliable investigations. We demonstrate that low-pressure plasma discharges of argon and oxygen discharges cause significant physical damage to spore surface structures as visualized by atomic force microscopy. A systematic analysis of B. subtilis spores lacking individual coat and crust layers - the first barrier to environmental influences – revealed the coat to be a major factor in spore resistance towards plasma treatment (Raguse et al., 2016). In order to gain a better understanding of the complex molecular mechanisms involved in the inactivation by plasma sterilization processes, we analyzed plasma-induced DNA lesions in vitro, identified general and spore-specific DNA lesions, and characterized different DNA repair mechanisms during spore revival after plasma treatment.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/118078/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Understanding the molecular mechanisms involved in the spore inactivation by plasma sterilization
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Raguse, M.Radiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (dlr), Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fiebrandt, M.Ruhr-Universität Bochum , Lehrstuhl für Allgemeine Elektrotechnik und Plasmatechnik, Bochum, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stapelmann, K.Ruhr-Universität Bochum , Lehrstuhl für Allgemeine Elektrotechnik und Plasmatechnik, Bochum, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Awakowicz, P.Ruhr-Universität Bochum , Lehrstuhl für Allgemeine Elektrotechnik und Plasmatechnik, Bochum, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Eaton, P.University of Porto, Faculty of Sciences, Porto, PortugalNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Eichenberger, P.New York University, Center of Genomics and System Biology, New York, New YorkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Douki, T.CEA-Grenoble, Service de Chimie Inorganique et Biologique, Grenoble, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Moeller, R.Radiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (dlr), Cologne, Germany; ralf.moeller (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2371-0676NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2017
Erschienen in:BIOspektrum - Das Magazin für Biowissenschaften - Abstractbook - Sonderausgabe
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Seitenbereich:Seite 221
Verlag:Springer
ISSN:0947-0867
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Microbiology, spore resistance, planetary protection, Plasma sterilization
Veranstaltungstitel:MICROBIOLOGY AND INFECTION 2017, 5th Joint Conference of the DGHM & VAAM, VAAM Annual Meeting 2017, 69th Annual Meeting of the DGHM
Veranstaltungsort:Würzburg, Germany
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:05-08-March 2017
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Strahlenbiologie (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Strahlenbiologie
Hinterlegt von: Kopp, Kerstin
Hinterlegt am:11 Jan 2018 13:42
Letzte Änderung:31 Jul 2019 20:15

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