زیست شناسی میکروارگانیسم ها
سال:1398 | دوره:8 | شماره:30 |تعداد مقالات:6

امروزه، گلوکونیک اسید و مشتقات آن کاربرد وسیعی در صنایع غذایی دارند؛ بااین حال، هنوز پژوهش های وسیعی برای بهینه سازی تولید این اسید با استفاده از روش های تخمیری درحال انجام است. هدف اصلی پژوهش حاضر، بررسی تأثیر دماها و اسیدیته های مختلف بر برخی پارامترهای سینتیکی تخمیر و عملکرد مجموعه آنزیم های دهیدرو ژناز سلول است. مواد و روش ها: استوباکتر سنگالنسیس در کشت ناپیوسته در غلظت های مختلف قند، دماها و اسیدیته های مختلف کشت شد و ویژگی های سینتیکی رشد و تولید گلوکونات سدیم بررسی شدند؛ سپس تأثیر اسیدیته بر ترکیب جمعیت سلول های فاز نمایی و سکون و تولید محصولات جانبی به ترتیب با استفاده از فلوسیتومتری و روش های کروماتوگرافی بررسی شد. نتایج: بررسی های فلوسیتومتری نشان دادند با پیشرفت تخمیر و ورود سلول ها به فاز سکون، جمعیت سلولی واگرا می شود و دو زیر جمعیت ازنظر فعالیت دهیدروژنازها به وجود می آیند. اسیدیته ی محیط کشت تأثیر بسیار زیادی در درصد زیرجمعیت های فعال و غیر فعال سلول ها طی فاز تولید گلوکونیک اسید در فاز سکون دارد؛ به طوری که در اسیدیته ی کمتر، میزان زیرجمعیت دارای دهیدروژنازهای غیرفعال به طور معناداری تا 61 درصد کل جمعیت سلول ها افزایش یافت؛ همچنین میزان ناخالصی های تولید شده به اسیدیته ی تخمیر وابسته است؛ به طوری که میزان مشتقات کتونی گلوکونیک اسید در اسیدیته ی 5/4 بیش از 6 برابر افزایش یافت؛ بنابراین، اسیدیته های 5 و 5/5 بهترین اسیدیته برای استوباکتر سنگالنسیس به منظور تخمیر 95 گرم گلوکز در دمای 38 درجه ی سانتی گراد هستند. بحث و نتیجه گیری: استوباکتر سنگالنسیس می تواند به عنوان باکتری بالقوه برای تولید گلوکونات سدیم در دمای زیاد استفاده شود؛ باوجوداین، واگرایی جمعیت سلولی طی تخمیر موجب کاهش تعداد سلول های فعال تولیدکننده ی محصول و درنتیجه، کاهش حداکثر سرعت مصرف منبع کربنی می شود. لازم است در پژوهش های بعدی راهکارهای جلوگیری از واگرایی جمعیت سلولی یا برگرداندن آنها به حالت اول بررسی شوند.

مقدمه: نانومواد به دلیل اندازه بسیار کوچک خواص متمایزی نسبت همان ماده در حالت توده ای دارند. اندازه ی نانویی باعث غالبیت بعضی خواص مربوط به اتم در نانوذرات می شود. این ویژگی ها ممکن است اثراتی منفی بر فیتوپلانکتونها در پایه زنجیره غذایی داشته باشد. در تحقیق حاضر اثر سمیت نانوذره اکسیدمس (CuO-NP) Scenedesmus dimorphus به روش OECD201 مورد بررسی قرار گرفت. مواد و روش ها: سمیت نانو ذرات مس در 5 غلظت متفاوت 5/2، 5/6، 4/17، 7/45 و 120 میلی گرم بر لیتر CuO-NP با سه تکرار در مقابل شاهد بررسی شد. نمونه ها در دمای ثابت و شرایط کنترل شده روشنایی و تاریکی نگه داشته شدند و شمارش جلبک ها در بازه زمانی 24، 48 و 72 ساعت انجام شد. سنجش کلروفیل و کاروتنوئید به روش ASTM انجام شد. نتایج: طی این پژوهش EC10، EC50 و EC90برای 72 ساعت به ترتیب 18/0، 84/28 و 35/4677 میلی گرم بر لیتر حاصل شد. غلظت کلروفیل در همه ی تیمارها، جز 68/57 میلی گرم بر لیتر با گذشت زمان افزایش یافت. در بررسی کاروتنویید مشاهده شد اختلاف معنی دار بین شاهد و تیمارها و نیز تیمارها با یکدیگر با افزایش زمان مواجهه بیشتر شده و در زمان 72 ساعت هر سه تیمار با شاهد اختلاف معنی دار دارند. (p<0. 05) بحث و نتیجه گیری: این نتایج نشان داد که نانو ذرات مس اثر سمیت قابل توجهی بر جلبک داشته و باعث کاهش نرخ رشد ویژه و افزایش زمان دو برابر شدن گردید. درصد بازدارندگی با ازدیاد غلظت CuO-NP افزایش یافت. همچنین افزایش غلظت نانوذره باعث کاهش میزان کلروفیل a و کاروتنویید در جلبک Scenedesmus dimorphus شد.

: سیانوباکتری ها، کاندیدای خوبی برای کشف محصولات طبیعی با کاربرد در صنایع داروسازی هستند. امروزه، عمده متابولیتهای بیواکتیو جدا شده از سیانوباکتری ها به صورت پلی کتیدی، پپتیدهای غیر ریبوزومی و یا هیبریدی از این دو هستند. به رغم مطالعات بسیار در زمینه پراکنش ژنهای NRPS، هیچکدام از آنها در زمینه سویه های سیانوباکتریایی دریاچه لواسان نبوده است. بنابراین، هدف از این مطالعه بررسی همبستگی بین حضور این ژنها با سنتز ترکیبات طبیعی است. مواد و روش ها: در این مطالعه، ده سیانوباکتری آب شیرین از دریاچه لواسان بر اساس توالی ژن 16SrRNA شناسایی شدند. PCR ژن NRPS با استفاده از تکنیکهای مولکولی به منظور آنالیز فیلوژنتیک ژنهای مسئول برای تولید متابولیتهای ثانویه انجام شد. به منظور پیشگویی ترکیب پپتیدی، اسید آمینه فعال شده و توالی های امضای مودول آدنیلیشن NRPS از نرم افزارهای بیوانفورماتیک استفاده گردید. آزمایشات غربال گری آنتی بیوگرام با استفاده از روش دیسک انجام گردید. نتایج: نتایج نشان داد که ژنهای NRPS در همه سویه های مطالعه شده موجودند. به علاوه، نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل های بیوانفورماتیک، نوع ترکیب طبیعی، توالی های امضا و پیشگویی اسید آمینه فعال شده را نشان داد. خوشه بندی توالی های پروتئینی NRPS نشان داد که هیچ همبستگی فیلوژنتیکی مشخصی بین دمین های آدنیلیشن و نوع اسید آمینه فعال شده وجود ندارد و این نشان از تنوع بالا درون دمین های آدنیلیشن است. علاوه بر آن، نتایج حاصل از آزمایشات آنتی بیوگرام، همبستگی مثبتی بین حضور این ژنها و فعالیت آنتی میکروبی را نشان داد. بحث و نتیجه گیری: آنالیز توالی ها نشان داد که آنزیم های رمزگزاری کننده این ژن ها احتمالا مسئول تولید متالبولیتهای ثانویه جدید مانند آنتی بیوتیکها هستند. نتایج حاصل از مطالعه حاضر نشان می دهد که سیانوباکتری های آب شیرین ایران، منبع قابل قبولی برای تولید ترکیبات دارویی هستند.

مقدمه: آلودگی خاک به فلزات سنگین از جمله سرب، یکی از مهم ترین مخاطرات زیست محیطی و عامل مهمی در به هم خوردن تعادل و توازن طبیعت می باشد. زیست پالایی توسط باکتری های مقاوم یکی از روش های مناسب برای حذف این فلزات سنگین به شمار می رود که از مزایای دیگری از جمله سازگاری با محیط زیست، هزینه اندک و تحریک رشد گیاه برخوردار است. پژوهش حاضر با هدف جداسازی و شناسایی ریزوباکترهای مقاوم به سرب از خاک ریزوسفری حاوی سرب با سابقه دراز مدت بر اساس ویژگی های مورفولوژیکی، آزمون های بیوشیمیایی و توالی ژن 16SrRNA انجام شد. مواد و روش: نمونه برداری از ریزوسفر گیاهان در خاک مورد نظر انجام شد. پس از رقیق سازی نمونه ها بر سطح محیط کشت آگار لوریا-برتانی (LB) اصلاح شده، کلونی های رشد یافته، بر اساس ویژگی های مورفولوژیکی، آزمون های بیوشیمیایی مورد مطالعه قرار گرفتند و در نهایت تعیین هویت مولکولی بر اساس توالی یابی ژن 16SrRNA انجام شد. نتایج: در این مطالعه، پنج سویه از ریزوباکترهای مقاوم به سرب جداسازی و شناسایی شد. تمامی سویه ها قابلیت تحمل غلظت های بالای فلز سرب (26/3 تا 09/5 میلی مولار) را نشان دادند، علاوه بر این تمامی نمونه ها از توانایی تولید ایندول استیک اسید (88/7 تا 58/38 میلی گرم بر لیتر) برخوردار بودند. بحث و نتیجه گیری: استفاده از این سویه های متحمل به سرب در تلقیح گیاهان بسیار انباشتگر، می تواند در بهبود گیاه پالایی از خاک های آلوده به سرب موثر واقع شود.

مقدمه: زانتان یک پلی ساکارید خارج سلولی است که توسط باکتری زانتوموناس تولید می شود. به دلیل ویسکوزیته بالا و دیگر خواص منحصر به فرد، این صمغ در صنایع مختلف کاربرد دارد. از این رو، جهت تولید صمغ زانتان توسط سویه های لاکتوز مثبت باکتری زانتوموناس، استفاده از منابع کربنی ارزان قیمت نظیر آب پنیر می تواند ازنظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد. مواد و روش ها: در این مطالعه از سویه بومی باکتری زانتوموناس سیتری 386، جهت تولید صمغ زانتان در محیط آب پنیر استفاده شد. سویه موردنظر در محیط حاوی عصاره مخمر و قند لاکتوز (YL)، کشت داده شد و سپس به محیط تولید واجد آب پنیر تلقیح شد. فرآیند تخمیر در مدت 5 شبانه روز ازنظر متغییر های تولید نظیر رشد، مصرف قند لاکتوز، ویسکوزیته و مقدار وزنی زانتان، مورد بررسی قرار گرفت. محتوای پیرووات و استات زانتان تولیدشده با زانتان استاندارد، مقایسه شدند و جهت تعیین گروه های عاملی، روش طیف سنجی مادون قرمز انجام شد. نتایج: سویه مورد استفاده قابلیت مصرف لاکتوز در محیط آب پنیر را داشت. در انتهای فرآیند تخمیر مقدار و ویسکوزیته زانتان به ترتیب 3/20 گرم بر لیتر و 5/2066 سانتی پواز برآورد شد. محصول زانتان، محتوای استات و پیرووات قابل قبولی در مقایسه با زانتان استاندارد داشت و بررسی FTIR، موقعیت گروه های عاملی ساختار زانتان بدست آمده را تأیید نمود. بحث و نتیجه گیری: در این مطالعه برای نخستین بار، جدایه بومی زانتوموناس سیتری 386 جهت تولید زانتان در محیط آب پنیر مورد ارزیابی قرار گرفت. این سویه، توان بالایی برای مصرف قند لاکتوز در محیط آب پنیر نشان داد و مقدار قابل توجهی زانتان با ویسکوزیته مطلوب تولید کرد. بنابراین استفاده از این جدایه بومی می تواند جهت تولید زانتان درمحیط ارزان قیمت آب پنیر، در مقیاس صنعتی مناسب باشد.

حتی در غلظت های بسیار کم می تواند اثرات نامطلوب بر محیط های آبی داشته باشد. شناسایی ارگانیسم هایی با توانایی تخریب این ترکیب، همواره حائز اهمیت بوده است. تخریب زیستی شامل فعالیت انواع میکروارگانیسم ها و مخلوط های میکروبی می باشد که در طی آن آلاینده برای رشد میکروارگانیسم مورد استفاده قرار می گیرد و یا در طی فرآیند متابولیسم همراه، دستخوش تغییر می شود. در مطالعه حاضر، مخلوط میکروبی جداسازی شده از لجن فعال واحد تصفیه پساب داروسازی، برای تخریب زیستی EE2 به عنوان تنها منبع کربن-انرژی، مورد استفاده و مطالعه قرار گرفته است. مواد و روش ها: آزمایش های مربوط به تطبیق و غنی سازی میکروارگانیسم ها در محیط حاوی نمک های معدنی شامل EE2 و لجن رقیق شده انجام شد تا سویه هایی که توانایی استفاده از EE2 را دارند جداسازی شوند. توانایی مخلوط میکروبی جداسازی شده در تخریب EE2، با افزودن آن در غلظت های متفاوت (0 تا 4 میلی گرم بر لیتر) بررسی شد. پس از بررسی روند رشد مخلوط میکروبی (به روش اسپکتروفتومتری) و روند تخریب EE2 (به روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا)، سینتیک رشد و تخریب با استفاده از مدل های متداول مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج: مخلوط میکروبی جداسازی شده، حاوی دو ایزوله ی باکتریایی بود. مخلوط میکروبی، توانایی تخریب مؤثر EE2 در غلظت های اولیه ی مختلف را دارا بود. سینتیک تخریب زیستی EE2، با توجه به حضور چند سیستم آنزیمی، از مدل آلوستریک-سیگموییدال تبعیت کرد. تخریب زبستی EE2 با رشد توده زیستی همراه بود. سینتیک رشد زیستی مخلوط میکروبی، از مدل مونود تبعیت کرد. بحث و نتیجه گیری: مخلوط میکروبی جداسازی شده، قادر به تخریب زیستی EE2 در غلظت های اولیه ی مختلف بود. EE2 به عنوان سوبسترای حامی رشد توسط مخلوط باکتریایی مورد استفاده قرار گرفت چرا که تخریب آن منجر به افزایش جمعیت سلولی شد.