منوعات

تم تحديد الجينات التي تسمح للبكتيريا بالنمو على الرغم من وجود المعادن الثقيلة السامة في التربة

تشير دراسة إلى أن بعض بكتيريا التربة قد تكتسب مجموعات من الجينات التي تسمح لها باستخراج النيكل، وهو معدن ثقيل، من أنظمتها. وهذا لا يسمح للبكتيريا بالازدهار في التربة السامة فحسب، بل يساعد أيضًا النباتات على النمو هناك.

حدد فريق بحث بقيادة جامعة ولاية واشنطن مجموعة من الجينات في بكتيريا التربة البرية التي تسمح لهم بالقيام بذلك في التربة السربنتينية التي تحتوي بشكل طبيعي على تركيزات عالية من النيكل السام. الاكتشاف الجيني مفصل في المجلة وقائع الأكاديميات الوطنية للعلوميمكن أن يساعد في توجيه جهود المعالجة الحيوية المستقبلية التي تهدف إلى إعادة النباتات إلى التربة الملوثة.

“يمكننا أن نقول على وجه اليقين أن هذه الجينات هي التي تسمح للبكتيريا بالبقاء على قيد الحياة عند تعرضها للمعادن الثقيلة، لأننا إذا أزلناها تموت. وإذا أضفناها إلى بكتيريا جديدة حساسة للمعادن الثقيلة، فإنها تصبح فجأة مقاومة”. قالت ستيفاني بورتر، المؤلفة الرئيسية للدراسة وعالمة البيئة التطورية في جامعة WSU:

تعتبر بكتيريا التربة التي تسمى الريزوبيا ضرورية للبقوليات، بما في ذلك المحاصيل النقدية مثل فول الصويا والبرسيم، لأنها ترتبط بشكل تكافلي بالجذور وتساعد النباتات على تثبيت النيتروجين، وتخصيبها بشكل أساسي.

في هذه الدراسة، جمع بورتر وزملاؤه عينات من بكتيريا الريزوبيا البرية من 55 مرجًا في أوريغون وكاليفورنيا، بعضها بتربة سربنتينية غنية بالنيكل، وبعضها الآخر بدونها. لقد أجروا سلسلة من التحليلات الجينية ووجدوا أن مجموعة من الجينات، تسمى عامل مقاومة النيكل، كانت ضرورية للسماح للبكتيريا بالبقاء على قيد الحياة بعد التعرض للمعادن الثقيلة.

ووجدوا أيضًا أن التكيف تم ضبطه بدقة ليناسب مستوى النيكل الموجود في التربة. كان لدى البكتيريا الموجودة في المناطق ذات التركيزات العالية من النيكل نسخ من الجينات التي تمنح قدرًا أكبر من التحمل، في حين أن البكتيريا الموجودة في المناطق ذات التركيزات المنخفضة لديها جينات لم تكن فعالة في تحمل مستويات أعلى من النيكل.

وقال بورتر: “يبدو الأمر كما لو أن هناك تطابقًا رائعًا بين هذه الريزوبيا وموائلها”. “إنها قصة تطورية رائعة حول كيفية نشوء التنوع والحفاظ عليه في الطبيعة – لتتناسب بشكل وثيق مع مستوى التحدي الذي تواجهه هذه الكائنات الحية.”

ويحقق الفريق كذلك في كيفية تحقيق البكتيريا لهذا التكيف من خلال ما يعرف باسم “نقل الجينات الأفقي”. على عكس الحيوانات، لا تقوم البكتيريا بنقل المعلومات الوراثية من الوالدين إلى الطفل فحسب. ويمكنهم أيضًا مشاركة مجموعات الجينات “المتنقلة” مع البكتيريا المتماثلة بمجرد الاتصال الوثيق بها.

يشبه بورتر هذه العملية بتنزيل تطبيق على هاتف ذكي، حيث تنضم خلية بكتيرية إلى أخرى في البيئة وتتبادل حزم المعلومات، وهي في الأساس مجموعات من الجينات. تقوم البكتيريا بعد ذلك “بتنزيل” المعلومات ويصبح الحمض النووي الجديد جزءًا من جينوم ذلك الكائن الحي.

وقالت المؤلفة المشاركة أنجيليكا مونتويا، وهي طالبة دكتوراه في جامعة WSU، إن العديد من أنواع البكتيريا تفعل ذلك للتكيف مع بيئات مختلفة. مرشح في مختبر بورتر. ويشمل ذلك بعض البكتيريا التي تشكل مشكلة للإنسان، مثل البكتيريا الضارة التي يمكنها اكتساب مقاومة للمضادات الحيوية.

وقال مونتويا: “هناك مجموعة كاملة من الخصائص التي تعطيها هذه العناصر المتحركة للبكتيريا”.

ويراهن الباحثون على أنه من خلال الفهم الأفضل لهذه العناصر الوراثية المتنقلة، يمكن تسخير بعض هذه السمات لاستخدام الميكروبات للمساعدة في التغلب على التحديات، مثل التربة الملوثة، التي تتزايد آثارها.

تلقى العمل الدعم من المؤسسة الوطنية للعلوم، وصندوق موردوك الخيري، وجامعة ولاية واشنطن. ومن بين الباحثين الآخرين في الدراسة المؤلف الأول هانا كيهليت ديلجادو والمؤلفون المشاركون كاميل ويندلاندت، وكريسوفر ديكسهايمر، ومايلز روبرتس، ومارين فريسن من جامعة WSU؛ وكيسون جنسن وجويل جريفيتس من جامعة برينجهام يونج؛ ولورينا توريس مارتينيز من كلية سانت ماري في ماريلاند.

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى