A genetikai módszer ígéretes a környezeti tisztítás értékeléséhez

A genetikai módszer ígéretes a környezeti tisztítás értékeléséhez
A genetikai módszer ígéretes a környezeti tisztítás értékeléséhez
Anonim

WEST LAFAYETTE, Ind. – A mérnökök genetika segítségével dolgoznak ki egy egyszerű, gyors módszert a kőolaj-alapú szennyezőanyagokkal, például benzinnel és dízelüzemanyaggal szennyezett helyszíneken végzett környezettisztítási erőfeszítések előrehaladásának felmérésére.

A technika úgy működik, hogy a talajban szűri azokat a géneket, amelyek felfedik a szennyezést leromboló baktériumok által termelt enzim jelenlétét. Ha az enzimet észlelik, az azt jelenti, hogy valószínűleg baktériumok tisztítják a talajt. A baktériumok jelenlétére és koncentrációjára vonatkozó információk ezután felhasználhatók a méreganyagok szennyezett talajból való eltávolítására irányuló erőfeszítések előrehaladásának értékelésére.

„Ez olyan, mint egy közvetlen biokémiai módszer a talajban lévő baktériumok jelenlétének mérésére” – mondja Loring Nies, a Purdue Egyetem építőmérnöki docense, aki a bioremediációra vagy mikroorganizmusok felhasználására a környezet megtisztítására specializálódott. szennyeződés.

A módszer néhány órán belül használható talajvizsgálatra a szennyezett területeken. A hagyományos módszerek megkövetelik, hogy a talajmintákat egy laboratóriumba vigyék, ahol a baktériumokat táptalajon tenyésztik. Ez azonban napokig is eltarthat, és nem mindig hatásos, mert egyes mikroorganizmusok nem szaporodnak laboratóriumi körülmények között, mondja Nies.

A Purdue-ban kifejlesztett technika a katekol 2, 3-dioxigenáz enzim kimutatásával működik, amelyet többféle baktérium termel, amikor a talajt kőolaj alapú toxinok, például benzol, toluol és xilolok szennyezik. A mérnökök először DNS-t vonnak ki a szennyezett talajmintákból, majd megkeresik azokat a specifikus géneket, amelyek felfedik az enzim jelenlétét.Az enzim kimutatását egy "primer" nevű genetikai eszköz teszi lehetővé, amely egy kis DNS-darab, amely megegyezik az enzim jelenlétét jelző génszekvenciával.

"Amikor kivonja a DNS-t a talajból, egymilliárd különböző mikroorganizmusból nyerhet DNS-t, és mi csak erről az egy kis darabról akarunk tudni" - mondja Nies, aki a technikát Cindy Nakatsuval, a Purdue munkatársával fejleszti. agronómia professzor. Az alapozót kifejezetten a katekol-2,3-dioxigenáz kimutatására tervezték, amely semlegesíti a kőolaj alapú szennyeződéseket. Miután a primer megtalálja és hozzátapad a megfelelő DNS-darabot, több ezer másolat készül egy jól ismert, polimeráz láncreakcióként ismert módszerrel, amely lehetővé teszi a tudósok számára, hogy egyetlen DNS-szálból több milliárd másolatot készítsenek.

"A kimutatási technikánknak több ezer vagy akár millió darab DNS-re van szükségük ahhoz, hogy láthassuk őket" - mondja Nies.

A katekol 2, 3-dioxigenáz többféle baktériumban is jelen van, amelyek lebontják a környezeti szennyeződéseket.A toxinok általában szivárgó tárolótartályokon keresztül jutnak a talajba. A baktériumok felszívják őket, és az enzimek kevésbé mérgező vegyületekké, például metil-katekollá bontják le, amelyeket a katekol 2, 3-dioxigenáz tovább bont ártalmatlan vegyi anyagokká. Bár nem ez az egyetlen enzim, amelyet a mikroorganizmusok a kőolaj alapú toxinok semlegesítésére használnak, ez az egyik legfontosabb biokémiai "útvonal", amelyen keresztül a szennyező anyagok lebomlanak.

"Az összes gén közül, amelyekről tudunk, és az összes út közül, amelyekről tudunk, ez nagyon fontos, és valószínűleg ez a domináns" - mondja Nies, aki a technikát egy lehetséges új útnak tekinti. a szennyezett területeken végzett tisztítási erőfeszítések nyomon követésére.

"Tegyük fel, hogy vett egy talajmintát egy olyan helyen, ahol kőolajszennyezés volt, és nem észlelte ezt a gént, majd lépéseket tett a biológiai lebomlás fokozására, például műtrágyát vagy oxigént ad hozzá, vagy valami mást tett a feltételek a mikroorganizmusok számára.Aztán egy hónap múlva visszamehetne és vehetne még egy talajmintát. Ha másodszor is észlelné a gént, akkor megmérné, hogy a biológiai lebomlás javítására tett lépések mennyire működtek. Van valamilyen értékelő eszköze annak meghatározására, hogy az oxigén hozzáadása volt-e hatással."

Bizonyos szempontból a módszer jobb, mint a talajszennyezettség változó koncentrációjának egyszerű mérése.

"Ez egy nagyon közvetlen mérés" - mondja Nies. "A szennyezőanyag koncentráció változásának mérése nagyon fontos, de akkor még nem tudni, miért csökkent a szennyezőanyag. Például eltűnhetett, mert elfolyt a talajvízben. Tehát a kémiai elemzéssel párhuzamosan, elvégezhetjük a mikrobiális vizsgálatot."

A módszerről egy kutatási cikk februárban jelent meg az Applied and Environmental Microbiology folyóiratban, amelyet az American Society for Microbiology adott ki. A dolgozatot Matthew B. Mesarch, Nakatsu és Nies végzős hallgató írta.

A technikáról kimutatták, hogy működik a laboratóriumban, és a kutatók most a terepen tesztelik a tényleges szennyezett helyeken.

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei