A tudósok dekódolják a mérgező fémekben virágzó mikrobák génjeit

A tudósok dekódolják a mérgező fémekben virágzó mikrobák génjeit
A tudósok dekódolják a mérgező fémekben virágzó mikrobák génjeit
Anonim

UPTON, NY – A szennyezett környezetben szaporodó mikrobák genetikai felépítésének megértése egy napon segíthet a tudósoknak olyan baktériumok kifejlesztésében, amelyek képesek megtisztítani a szennyeződéseket a talajból. E cél felé tett lépésként az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Joint Genome Institute (JGI) intézete nemrégiben tette közzé egy ilyen toxintűrő poloska génszekvencia tervezetét. A Ralstonia metallidurans néven ismert baktériumot John Dunn és Geoffrey Hind, a DOE Brookhaven National Laboratory biológusai fejtik meg belgiumi tudósokkal és a JGI másokkal együttműködve.

Ezt a baktériumtörzset először 1976-ban izolálták egy belgiumi ülepítő tartály iszapjából, amely nagy koncentrációban nehézfémekkel volt szennyezve. A vizsgálat során kiderült, hogy a Ralstonia kromoszómális génjein kívül két nagy plazmiddal is rendelkezik - a genetikai anyag, amely elkülönül a normál sejtműködéshez szükséges kromoszómális génektől. Dunn szerint ezek a plazmidok olyan géneket tartalmaznak, amelyek a Ralstonia-t ellenállóvá teszik számos nehézfém káros hatásaival szemben, beleértve a cinket, kadmiumot, kob altot, ólmot, rézt, higanyt, nikkelt és krómot.

"A Ralstonia genom vázlatos szekvenciája, amely körülbelül 3000 gént tartalmaz, sokkal praktikusabbá teszi ezeknek a természetesen létező rezisztenciafaktoroknak a manipulálását" - mondja Dunn. "Végül meg akarjuk érteni, hogyan szabályozzák ezeket a géneket különféle növekedési körülmények között és különböző környezetekben, hogy megtudjuk, hogyan alkalmazhatók a bioremediációban."

Például géntechnológiával a tudósok átvihetik a Ralstonia nehézfém-rezisztens génjeit más mikrobákba, amelyek lebontják a szerves szennyeződéseket. Másik lehetőségként a tudósok felhasználhatják a Ralstonia más bakteriális gének gazdájaként, amelyek lehetővé tennék, hogy különféle szennyező anyagokat lebontsanak. Mindkét esetben az eredmény olyan baktériumtörzsek lennének, amelyek tulajdonságok kombinációjával rendelkeznek, olyanok, amelyek elviselik a nehézfémeket szennyezett környezetben, miközben megemésztik a szerves szennyeződéseket, hogy ártalmatlan formákká alakítsák át azokat.

A Ralstonia másik előnye, hogy a nehézfémek hajlamosak felhalmozódni a sejt felszínén. "Ha hagyja, hogy ez egy ideig megtörténjen, majd eltávolítja a baktériumokat a talajból, akkor a nehézfém-szennyeződéseket is eltávolíthatja" - mondja Dunn.

Egy másik lehetséges alkalmazásban a tudósok összekapcsolhatják a Ralstonia nehézfém-felvételét olyan génekkel, amelyek a baktériumok fényét vagy biolumineszcenciáját okozzák.Ezután a hibákat fel lehet használni a nehézfémek talajban való jelenlétének jelzésére. Minél nagyobb a fémek koncentrációja, annál világosabb a ragyogás.

„Amit csinálunk, az a biológia sokszínűségére épít” – mondja Dunn. "Íme egy baktérium, amelyet potenciálisan eszközként használhatunk a környezet megtisztítására és annak nyomon követésére, hogy mennyire teljesítjük ezt a célt."

A tudósok már kifejlesztették a gének és plazmidok átvitelét a Ralstonia törzsbe és onnan. Azt is bebizonyították, hogy a Ralstonia jó gazdatörzs más baktériumokból származó gének expresszálására, beleértve a szerves szennyezőanyagok lebontásában szerepet játszó géneket is. "Mivel a nehézfémekkel szembeni rezisztenciát biztosító gének egy plazmidon vannak, ez megkönnyíti a dolgunkat" - mondja Dunn. "A természetben a plazmidok gyakran "shuttle buszként" működnek, hogy a géneket egyik baktériumból a másikba szállítsák" - magyarázza.

A tudósok azon is dolgoznak, hogy miként korlátozzák a baktériumok génterjesztési képességét – így azok a baktériumokban maradnak, ahová a tudósok helyezték őket.Ezt meg lehet tenni a Ralstonia génátviteli képességének megbénításával, vagy olyan gazdatörzsek használatával, amelyek általában nem közvetítenek géneket, mondja Dunn.

A Ralstonia metallidurans, korábban R. eutropha és Alcaligenes eutrophus néven ismert, egyike annak a 15 bakteriális genomnak, amelyet a JGI kutatói fejtettek meg idén októberben, az úgynevezett "mikrobiális hónapban". A JGI több DOE laboratóriumból álló konzorcium, amelynek célja új szekvenálási és számítási technológiák kifejlesztése és alkalmazása azzal a céllal, hogy felfedezze és jellemezze az élő rendszerek alapelveit és összefüggéseit. A Ralstonia kutatást a DOE Natural Accelerated Bioremediation (NABIR) programja finanszírozta.

Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Brookhaven Nemzeti Laboratóriuma jelentős létesítményeket hoz létre és üzemeltet az egyetemi, ipari és kormányzati személyzet számára a fizikai, orvosbiológiai és környezettudományok, valamint egyes energiatechnológiák alap- és alkalmazott kutatására.A Laboratóriumot a Brookhaven Science Associates, egy non-profit kutatási menedzsment cég üzemelteti, az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumával kötött szerződés alapján.

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