پژوهش جدید به رهبری محققان KAUST نشان می دهد که از باکتری های گرما دوست می توان برای پاکسازی آلودگی نفتی بهره گرفت
بیژن خطیب
دنیای پردازش آنلاین: پژوهشی جامع بر روی جوامع باکتریایی در یک آتشفشان فعال در قطب جنوب، توانایی باکتری‌های گرمادوست در پاکسازی آلودگی های نفتی را برجسته کرده است.
«اکستروموفیل‌ها» باکتری‌هایی هستند که در محیط های بسیار گرم رشد و نمو می کنند. باکتری‌های ترموفیل پتانسیل زیادی برای کاربردهای بسیاری در بیوتکنولوژی دارند.
«جونیا شولتز» (Júnia Schultz) و محققان دانشگاه ملک عبدالله عربستان سعودی که در این زمینه تحقیقاتی را انجام می‌دهند، برآن شدند تا میکروبیوم محیط های خشن در عربستان سعودی از جمله آتشفشان‌ها، بیابان‌ها و مکان‌های زمین‌گرمایی را مشخص کنند. شولتز می‌گوید:
«این باکتری ها در شرایط سخت رشد می کنند و برای فعال ماندن در شرایط متابولیک چالش برانگیز سازگار شده اند. آنها قابلیت های متابولیکی و فیزیولوژیکی متنوعی نشان می دهند و اغلب محصولات بیولوژیکی ارزشمندی تولید می کنند.»
چنین محصولات بیولوژیکی شامل آنزیم ها و ترکیبات فعال زیستی است که در صنایعی مانند کشاورزی، داروسازی و حتی اکتشافات فضایی استفاده می شود. اکستروموفیل ها همچنین می توانند راهی ایمن و کارآمد برای پاکسازی آلودگی نفتی ارایه دهند.
شولتز می‌گوید برخی از باکتری‌ها روغن را به عنوان منبع کربن، مواد مغذی و انرژی می‌خورند. برای انجام این کار، آنها ابتدا سورفکتانت‌ها ترشح می‌کنند – موادی که کشش سطحی روغن را می‌شکنند و روغن امولسیون شده را به داخل سلول‌هایشان می‌کشند و در آنجا با فعالیت آنزیمی تجزیه می‌شوند.
محقق می‌خواست بداند آیا چنین باکتری‌هایی در آتشفشان جزیره فریب در قطب جنوب وجود دارد یا خیر. این قاره که زمانی بکر بود اکنون در برابر آلودگی از جمله آلودگی نفتی آسیب‌پذیر شده است و حالادانشمندان امیدوارند منابعی از جوامع باکتریایی با توانایی پاکسازی آلودگی را بیابند.
شولتز و همکارانش 126 سویه باکتریایی را از نمونه‌های جمع‌آوری شده در دو مکان زمین گرمایی در جزیره جدا کردند. این محقق می‌گوید:
«این ترموفیل‌ها می‌توانند محصولات بیولوژیکی ارزشمند و جالبی را نه تنها برای آلودگی‌زدایی نفت، بلکه برای کاربردهای فراوان دیگری ارایه کنند. با این حال، ایجاد شرایط محیطی سخت در آزمایشگاه برای کشت این گونه های باکتریایی دشوار است. زیست توده سلولی میکروارگانیسم ها در محیط های خشن بسیار کم است و استخراج DNA یک کار چالش برانگیز است.»
محققان توانستند DNA با کیفیت بالا را برای تجزیه و تحلیل ژنومی و کشت 126 سویه باکتری جمع‌آوری کنند. ویژگی های ژنومی و پتانسیل متابولیکی هفت سویه آنوکسی باسیلوس فلاویترموس بسیار جالب بود.
این محققان ژن های مربوط به تثبیت ژنوم تحت نوسانات دما، پروتئین های شوک گرما و سرما، ترمیم DNA در برابر اشعه ماوراء بنفش و مقاومت در برابر شرایط قلیایی و همچنین ژن های تجزیه نشاسته و سلولز را شناسایی کردند.
این تیم تمام 126 سویه را از نظر توانایی آنها در تولید بیوسورفکتانت و تجزیه روغن مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. از این میان، 76 سویه در نفت خام به عنوان تنها منبع کربن به خوبی رشد کردند. 30 سویه به ویژه نتایج خوبی برای تجزیه روغن نشان دادند. 13 سویه بیوسورفکتانت تولید کردند.
نفت یکی از پیچیده ترین آلاینده های روی زمین است و کارایی و اثربخشی تخریب میکروبی به عوامل زیادی بستگی دارد، از متغیرهای محیطی محلی مانند دما و pH گرفته تا مقدار و ترکیب روغن موجود در هر مکان معین.
شولتز می‌گوید درک کامل سویه‌های باکتریایی محلی و پتانسیل متابولیک آنها برای طراحی رویکردهای آینده برای مبارزه با آلودگی نفتی، نه تنها در قطب جنوب، بلکه در سطح جهانی بسیار مهم است. پتانسیل این باکتری ها هیجان انگیز است و من مشتاقانه منتظر کاوش در محیط های خشن عربستان سعودی برای محصولات زیستی جدید برای انواع کاربردها هستم.
این تحقیق در مجله Microorganisms and Frontiers in Microbiology منتشر شده است.
