بكتريا Deinococcus geothermalis

بكتريا تعود الى الجنس Deinococcus قريبة من البكتريا D. radiodurans ، وهي محبة للحرارة وقد زاد الاهتمام بها لاستعمالها في علاج التلوث الاشعاعي، حيث ترتفع الحرارة في المناطق الملوثة نتيجة لتفكك الانوية المشعة، ففي مثل هذه المناطق تتفكك المواد مثل ¹³⁷Cs ,    ⁹⁰Sr لترتفع الحرارة الى 70 م◦ عند عمق 18 م◦ او أكثر، وعندها تصبح D. radiodurans غير ملائمة لأنها تنمو بحرارة اقل من 39 م◦.

والبكتريا قادرة على اختزال عدد من المعادن Hg ²⁺ , Cr ⁶⁺ , U ⁶⁺, Fe ³⁺ بدرجات حرارية عالية 55 م◦ وبوجود اشعاع بمستوى 1500 راد / ساعة ، وتعد البكتريا من الاحياء المحبة للإشعاع  Radiophilus ويمكن ان تعيش عند حرارة عالية ووجود الاشعاع المزمن، والجرع العالية من الاشعاع لا تؤدي الى حدوث الطفرات فيها.

وقد اختبرت D. geothermalis التي تم تسجيلها عام 1997 لأنها محبة للحرارة ولأن لها قابلية عالية على التحول الوراثي، ووجد ان معظم أنظمة الهندسة الوراثية المستعملة في البكتريا D. radiodurans يمكن ان تعمل فيها, وعليه هندست وراثيا لعدد من القابليات.

واستعمل البلازميد pMD66 الموجود في E. coli وهو بلازميد يتضاعف ذاتيا يحمل صفة المقاومة للكانامايسن Kanr والتتراسكيلين Tetr والامبيسيلين Ampr واشتقت منه نواقل تحمل صفات اخرى مثل مقاومة الزئبق من mer operon (من E. coli ) الذي يشفر لمقاومة ايون الزئبقيك واختزاله، ويحوي أيضاً على جين Tolc1 من بكتريا Pseudomonas والذي يفكك التولوين جزئيا واستعمل الناقل بجناح في البكتريا D. geothermalis ويمكن للناقل ان يوجد في البكتريا بعدة نسخ.

وتحويل السلالات والأنواع لجنس Deinococcus تكون محدودة وذلك لان عملية التثقيب الكهربائي تكون غير مجدية لسمك جدرانها الخلوية، اما عملية دمج الجبيلات Protoplast fusion فتكون غير مجدية أيضاً وذلك لصعوبة تحضير الجبيلات منها، اضافة الى صعوبة استعادة تخليق الجدار الخلوي في الخطوات اللاحقة. ولكن افضل طريقة هي اجراء عمليات التحول وادخال النواقل، وتكون قابلية التحول في D. geothermalis أكثر من D. radiodurans.

وقد وجد أن السلالات المحولة من D. geothermalis يمكن ان تؤدي العديد من الوظائف التي نقلت إليها مثل اختزال ايون الزئبقيك وتحويله الى عنصر الزئبق المتطاير Hg⁰ عند النمو بدرجة حرارة 50م◦ وبوجود مستوى اشعاع يصل الى 5000 راد / ساعة وبتركيز زئبق يصل الى 50 مايكرو مول وهو أكثر من المسجل في مناطق التلوث الذي يبلغ 10 مايكرو مول.

واضافة الى ما ذكر من مزايا D. geothermalis مقارنة بمواصفات D. radiodurans ، فان ايض الأولى يكون أكثر قوة فعند غياب الاشعاع ويكون النمو غير معتمدا على الحوامض الامينية من البيئة المحيطة ويكون للخلايا النمو على أيونات الامونيوم والمركبات الوسطية لدورة TCA ، اما عند وجود الاشعاع فهي اقل اعتمادا على الحوامض الامينية الحاوية على الكبريت (السستيئين والميثايونين) والحوامض الامينية الاخرى من المصادر الخارجية مقارنة بالبكتريا D. radiodurans ، وهذا يعني انها يمكن ان تنمو في بيئات فقيرة من الناحية الغذائية التي لا تستطيع تدعيم نمو D. radiodurans.

كل هذه المواصفات ترجح كفة استعمالها على D. radiodurans لمعالجة الفضلات النووية، ويمكن زيادة مواصفاتها في التحمل بإدخال البلازميدات دون تفقد ان هذه البلازميدات او تظهر فيها الطفرات، كما ان زيادة عدد نسخ البلازميدات التي لوحظت في D. geothermalis بعد ادخالها تشير الى امكانية وجود مواد اساس لغرض اجراء عمليات اصلاح كفوءة بواسطة التأشب المتجانس.

والحقيقة ان ما يشجع المعالجة الحيوية للخطر الاشعاعي ان هذه البكتريا (D. geothermalis و D. radiodurans ) هي البكتريا الخضرية الوحيدة التي تكون مقاومة للإشعاع وهي مطواعة جدا لعمليات الهندسة الوراثية. ويمكن استعمال باقي أفراد الجنس في معالجة الاشعاع وان بطريقة غير مباشرة مثل استعمالها كمضايف لتكثير البلازميدات والحصول على بعض المشتقات التي تساعد في هندسة وانتاج سلالات كفوءة.

المصادر

الخفاجي , زهرة محمود (2008) . التقنية الحيوية الميكروبية (توجهات جزيئية ) . معهد الهندسة الوراثية والتقنية الحيوية . جامعة بغداد .

مواضيع ذات صلة

أمثلة على الاحياء المهندسة وراثيا المستعملة

عدم كفاءة الاحياء المهندسة وراثيا

اطلاق الاحياء المهندسة وراثيا الى البيئة

مظاهر خاصة بالبكتريا المقاومة للإشعاع

مسارات نقل الاشارات للبكتيريا المقاومة للإشعاع

استجابة البكتيريا المقامة للإشعاع للاجهادات

أنظمة ومسارات اصلاح DNA للبكتيريا المقاومة للإشعاع

تركيب الجينوم للبكتيريا المقاومة للإشعاع

انظمة الترجمة والتضاعف للبكتيريا المقامة للإشعاع

المسارات الايضية للبكتريا المقاومة للإشعاع

التلوث الاشعاعي

الترشيح الحيوي لمعالجة الهايدروكاربونات المتطايرة