جلوگیری از آلودگی نفتی با کمک باکتری‌های گرما دوست

ترموفیل‌ها، باکتری‌هایی هستند که در محیط‌های بسیار گرم رشد و نمو می‌کنند. باکتری‌های گرمادوست (ترموفیل) قابلیت فراوانی برای کاربرد‌های فراوان بیوتکنولوژی دارند.

جونیا شولتز و محققان دانشگاه ملک عبدالله عربستان که در این زمینه پژوهش می‌کنند، هدف خود را مشخص کردن میکروبیوم محیط‌های سخت در عربستان سعودی، از جمله آتشفشان‌ها، بیابان‌ها و مکان‌های زمین گرمایی قرار داده اند.

شولتز می‌گوید: این باکتری‌ها تحت شرایط سخت رشد می‌کنند و برای فعال ماندن در شرایط چالش برانگیز متابولیکی سازگاری یافته اند. آن‌ها قابلیت‌های متابولیک و فیزیولوژیکی متنوعی از خود نشان می‌دهند و اغلب فرآورده‌های ارزشمند زیستی تولید می‌کنند.

چنین محصولات زیستی شامل آنزیم‌ها و ترکیبات فعال زیستی است که در صنایعی مانند کشاورزی، داروسازی و حتی اکتشافات فضایی نیز کاربرد دارند. اکستروموفیل‌ها همچنین می‌توانند یک روش ایمن و کارآمد برای پاکسازی آلودگی نفتی فراهم کنند.

شولتز می‌گوید: بعضی از باکتری‌ها نفت را به عنوان منبع کربن، مواد مغذی و انرژی می‌خورند. برای انجام این کار، آن‌ها ابتدا سورفکتانت‌ها (مواد فعال سطحی) ترشح می‌کنند - موادی که کشش سطحی روغن را می‌شکنند و نفت امولسیون شده را جذب سلول‌های خود می‌کنند که در آنجا از طریق فعالیت آنزیمی تجزیه می‌شوند.

این محقق می‌خواست بداند آیا چنین باکتری‌هایی در آتشفشان جزیره دسپشن در قطب جنوب وجود دارد یا خیر.

"اکستروموفیل‌ها همچنین می‌توانند یک روش ایمن و کارآمد برای پاکسازی آلودگی نفتی فراهم کنند.شولتز می‌گوید: بعضی از باکتری‌ها نفت را به عنوان منبع کربن، مواد مغذی و انرژی می‌خورند"این قاره سابقاً بکر، اکنون در برابر آلودگی از جمله آلودگی نفتی آسیب پذیر شده است و دانشمندان امیدوارند منابعی از اجتماعات باکتریایی با توانایی رفع آلودگی را پیدا کنند.

شولتز و همکارانش ۱۲۶ سویه باکتریایی را از نمونه‌های جمع آوری شده در دو مکان زمین گرمایی در این جزیره جداسازی کردند.

این محقق می‌گوید: این ترموفیل‌ها می‌توانند فراورده‌های زیستی ارزشمند و جالبی نه فقط برای آلودگی‌زدایی نفت، بلکه برای بسیاری از کاربرد‌ها ارایه دهند. با این حال، ایجاد شرایط محیطی سخت در آزمایشگاه برای کشت این گونه‌های باکتری دشوار است. زیست توده سلولی میکروارگانیسم‌ها در محیط‌های سخت بسیار کم است و استخراج دی ان‌ای کار پرچالشی است.

محققان توانستند دی ان‌ای با کیفیت بالا برای انجام تجزیه و تحلیل ژنومی و کشت ۱۲۶ سویه باکتری جمع آوری کنند. ویژگی‌های ژنومی و پتانسیل متابولیکی هفت سویه Anoxybacillus flavithermus بسیار جالب بود.

این محققان ژن‌های مربوط به تثبیت ژنوم تحت نوسانات دمایی، پروتئین‌های شوک گرما و سرما، ترمیم دی ان‌ای در برابر پرتو‌های فرابنفش و مقاومت در برابر شرایط قلیایی و همچنین ژن‌هایی را برای تجزیه نشاسته و سلولز شناسایی کردند.

این تیم تمام ۱۲۶ سویه را از نظر توانایی آن‌ها در تولید بیوسورفکتانت و تجزیه نفت مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. از این تعداد، ۷۶ سویه در نفت خام به عنوان تنها منبع کربن به خوبی رشد کردند.

۳۰ سویه نتایج به ویژه خوبی برای تخریب نفت نشان دادند. ۱۳ سویه بیوسورفکتانت‌ها تولید کردند.

نفت یکی از پیچیده‌ترین آلاینده‌های روی زمین است و کارایی و اثربخشی تخریب میکروبی به عوامل متعددی 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 مقابله با آلودگی نفتی، نه تنها در قطب جنوب، بلکه در سراسر جهان، حیاتی است. پتانسیل این باکتری‌ها هیجان انگیز است و مشتاقانه منتظر کاوش در محیط‌های سخت عربستان برای محصولات زیستی جدید برای همه نوع کاربرد هستم.