ATHENS, Ohio – Az anyatermészetnek van egy különleges fegyvere a környezeti egészségét fenyegető veszélyek leküzdésére: a baktériumok. De az, hogy ezek az apró mikrobák hogyan végzik munkájukat, továbbra is rejtély, az Ohio Egyetem mikrobiológusa próbálja megfejteni az egyiket.
Mikroszkópja alatt egy T1 nevű baktériumtörzs található, amely képes lebontani az egyik leggyakrabban használt ipari oldószert, a toluolt. A benzin, a ragasztók és a háztartási oldószerek gyakori, de mérgező összetevője, az anyagról ismert, hogy szennyezi a talajvizet és a talajt.
"Sok jelenlegi tisztítási technika magában foglalja az összes szennyezett talaj eltávolítását egy helyszínről, és valahova elhordják, majd lerakják vagy elégetik" - mondja Peter Coschigano, a környezeti mikrobiológia adjunktusa és a National National Institutes of Technology vezető kutatója. Tudományos Alapítvány által finanszírozott projekt."Ha több tonnányi talajról beszélünk, az drága lehet, és egy nagy lyuk marad a földben."
A környezeti kármentesítéssel foglalkozó szakemberek azonban elkerülhetik a föld bélyegzését, ha a kutatók megértik, milyen feltételeknek kell fennállniuk ahhoz, hogy az olyan baktériumtörzsek, mint a T1, megemészsszék a veszélyes szennyeződéseket.
"A lehetőség abban rejlik, hogy költséghatékonyabb lehet, és kevésbé károsítja a környezetet" - mondja Coschigano, akinek kutatása az Applied and Environmental Microbiology folyóirat márciusi számában jelenik meg.
A T1 metabolizálja a toluolt, egy veszélyes anyagot, amelyet széles körben használnak ipari oldószerként. Bár a töltőállomáson kiömlött gázcseppek, festékhígítók használata vagy kisebb ipari szivárgások révén a toluol a környezetbe kerülhet, a nagyobb egészségügyi és környezeti veszélyt egy nagyszabású ipari baleset jelentené, amely szennyezheti a talajvizet és a talajt.
A New York-i Egyetem Orvosi Központjának kutatói körülbelül 10 évvel ezelőtt fedezték fel a T1 baktériumtörzset, amely szennyezett helyeken ásott át a sárban, hogy olyan szervezetet keressen a természetes környezetben, amely oxigén nélkül képes lebontani a toluolt, amely hiányzik. egyes szennyezett területeken. Coschigano azt vizsgálja, hogy a T1 hogyan metabolizálja az anyagot, milyen gének vesznek részt benne, és hogyan kapcsolják be és ki a folyamatot.
Megerősítette az első lépést a T1 toluol üzemanyagként való felhasználásában: a négy vizsgált génből előállított fehérjék felelősek a folyamat végrehajtásáért. A fehérjék közül hármat, amelyek csapatként működnek együtt, egy negyedik fehérje aktiválja. "Mindannyian szükségesek a munka elvégzéséhez" - mondja. "Ugyanúgy, ahogy egy autónak motorra, fékekre és gumikra van szüksége ahhoz, hogy működjön." Coschigano egy ötödik, korábban nem azonosított gént is kimutatott a baktériumban, de nem tudja, milyen szerepet játszik, ha van ilyen.
A Coschigano azt vizsgálja, hogy a baktériumtörzs hogyan szabályozza a toluol metabolizmusát a T1 piruváton, egy olyan szénanyagon, amelynek szerkezeti összetétele lényegesen eltér a toluoltól. Ha a baktériumtörzset piruváton tenyésztik, az anyagcseréért felelős gének nem kapcsolnak be, ellentétben azzal az aktivitással, amelyet akkor tapasztalunk, amikor a baktériumtörzset toluolon tenyésztik.
Még ha Coschigano meghatározza is, hogyan szabályozza a T1 toluol iránti étvágyát a laboratóriumban, nem tudja, hogy a baktériumtörzs milyen hatékonyan tisztítja meg a szennyeződéseket az összetett természeti környezetben. Megjósolhatóbb, egyszerűbb és olcsóbb megoldás lehet a T1 felszabadítása toluolra zárt, ipari környezetben, mielőtt a toluolnak esélye lenne kijutni a környezetbe.
"A toluol az egyik legszélesebb körben használt ipari oldószer" - mondja. "Előfordulhatnak olyan helyzetek, amikor a vállalatoknak sok toluolhulladékuk van, amelyet meg kell semmisíteni. És ahelyett, hogy elégetnék, ha zárt rendszerben kezeljük, csökkenteni tudjuk ezt a költséget."
Coschigano 1998-ban ötéves kari korai karrierfejlesztési (CAREER) ösztöndíjat kapott az NSF-től. A College of Osteopathic Medicine-ben kapott kinevezést.
