2023 Հեղինակ: Sophia Otis | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-05-21 01:49
WEST LAFAYETTE, Ind. – Ինժեներներն օգտագործում են գենետիկան՝ մշակելու պարզ, արագ մեթոդ՝ գնահատելու շրջակա միջավայրի մաքրման ջանքերի առաջընթացը նավթի վրա հիմնված աղտոտիչներով, ինչպիսիք են բենզինը և դիզելային վառելիքը, աղտոտված վայրերում::
Տեխնիկան աշխատում է հողը զննում գեների համար, որոնք բացահայտում են աղտոտող բակտերիաների կողմից արտադրվող ֆերմենտի առկայությունը: Եթե ֆերմենտը հայտնաբերվի, դա նշանակում է, որ մանրէները հավանաբար մաքրում են հողը: Բակտերիաների առկայության և կոնցենտրացիայի մասին տեղեկատվությունը կարող է օգտագործվել աղտոտված հողից տոքսինները հեռացնելու ջանքերի առաջընթացը գնահատելու համար:
«Դա նման է ուղղակի կենսաքիմիական մեթոդի՝ հողում բակտերիալ օրգանիզմների ներհոսքը հաշվի առնելու համար», - ասում է Լորինգ Նիսը, Պերդուի համալսարանի քաղաքացիական ճարտարագիտության դոցենտ, ով մասնագիտացած է կենսավերականգնման կամ միկրոօրգանիզմների օգտագործման մեջ՝ շրջակա միջավայրը մաքրելու համար։ աղտոտվածություն.
Մեթոդը կարող է օգտագործվել աղտոտված վայրերում հողը փորձարկելու համար մի քանի ժամվա ընթացքում: Սովորական մեթոդները պահանջում են, որ հողի նմուշները տեղափոխվեն լաբորատորիա, որտեղ բակտերիաները աճեցվեն աճող միջավայրի վրա: Բայց դա կարող է տևել օրեր և միշտ չէ, որ արդյունավետ է, քանի որ որոշ միկրոօրգանիզմներ չեն զարգանա լաբորատոր պայմաններում, ասում է Նիսը:
Պերդյուում մշակվող տեխնիկան աշխատում է՝ հայտնաբերելով կատեխոլ 2, 3-դիօքսիգենազ ֆերմենտը, որը բակտերիաների մի քանի տեսակներ արտադրում են, երբ հողը աղտոտվում է նավթի վրա հիմնված տոքսիններով, ինչպիսիք են բենզոլը, տոլուոլը և քսիլենները: Ինժեներները սկզբում արդյունահանում են ԴՆԹ աղտոտված հողի նմուշներից, այնուհետև որոնում են կոնկրետ գեներ, որոնք բացահայտում են ֆերմենտի առկայությունը:Ֆերմենտի հայտնաբերումը հնարավոր է դարձել «պրայմեր» կոչվող գենետիկ գործիքի շնորհիվ, որը ԴՆԹ-ի փոքր կտոր է, որը համընկնում է ֆերմենտի ներկայությունը ցույց տվող գեների հաջորդականության հետ::
«Երբ դուք հողից ԴՆԹ եք հանում, դուք կարող եք ԴՆԹ ստանալ միլիարդ տարբեր միկրոօրգանիզմներից, և մենք միայն ուզում ենք իմանալ այս փոքրիկ կտորի մասին», - ասում է Նիսը, ով այդ տեխնիկան մշակում է Սինդի Նակացուի հետ՝ Փուրդուի գործընկերներից: ագրոնոմի պրոֆեսոր։ Պրայմերը հատուկ նախագծված էր միայն կատեխոլ 2, 3-դիօքսիգենազը հայտնաբերելու համար, որը չեզոքացնում է նավթի վրա հիմնված աղտոտիչները: Այն բանից հետո, երբ այբբենարանը գտնում և միանում է ԴՆԹ-ի համապատասխան կտորին, հազարավոր պատճեններ են արտադրվում հայտնի մեթոդի միջոցով, որը հայտնի է որպես պոլիմերազային շղթայական ռեակցիա, որը գիտնականներին հնարավորություն է տալիս ստեղծել ԴՆԹ-ի մեկ շղթայի միլիարդավոր պատճեններ::
«Մեր հայտնաբերման տեխնիկան պահանջում է մի քանի հազար կամ նույնիսկ միլիոնավոր ԴՆԹ կտորներ, նախքան դրանք տեսնելը», - ասում է Նիսը:
Կատեխոլ 2, 3-դիօքսիգենազը առկա է մի քանի տեսակի բակտերիաներում, որոնք քայքայում են շրջակա միջավայրի աղտոտիչները:Տոքսինները սովորաբար հող են մտնում արտահոսող պահեստային տանկերի միջոցով: Դրանք ներծծվում են բակտերիաների կողմից և ֆերմենտների միջոցով քայքայվում են ոչ այնքան թունավոր միացությունների, ինչպիսին է մեթիլ կատեխոլը, որոնք հետագայում քայքայվում են անվնաս քիմիական նյութերի կատեխոլ 2, 3-դիօքսիգենազի միջոցով: Թեև սա միակ ֆերմենտը չէ, որն օգտագործվում է միկրոօրգանիզմների կողմից նավթի վրա հիմնված տոքսինները չեզոքացնելու համար, այն հիմնական կենսաքիմիական «ուղիներից» մեկն է, որի միջոցով աղտոտող նյութերը քայքայվում են:
«Բոլոր գեներից, որոնց մասին մենք գիտենք և բոլոր ուղիներից, որոնց մասին մենք գիտենք, սա շատ կարևոր է և, հավանաբար, գերիշխողն է», - ասում է Նիսը, ով տեխնիկան տեսնում է որպես պոտենցիալ նոր միջոց: աղտոտված վայրերում մաքրման աշխատանքների առաջընթացը վերահսկելու համար:
«Ենթադրենք, դուք հողի նմուշ եք վերցրել մի տեղամասում, որտեղ նավթային աղտոտվածություն է եղել, և դուք չեք հայտնաբերել այս գենը, և այնուհետև քայլեր եք ձեռնարկել կենսաքայքայումը ուժեղացնելու համար, օրինակ՝ պարարտանյութ կամ թթվածին ավելացնելով կամ այլ բան՝ բարելավելու համար: պայմաններ միկրոօրգանիզմների համար. Այնուհետև կարող եք վերադառնալ մեկ ամսից և վերցնել ևս մեկ հողի նմուշ: Եթե դուք հայտնաբերեիք գենը երկրորդ անգամ, դուք կունենաք որոշակի չափանիշ, թե որքան լավ են աշխատել կենսաքայքայման բարելավման համար ձեր ձեռնարկած քայլերը: Դուք ունեք որոշ գնահատման գործիք՝ որոշելու, թե արդյոք թթվածնի ավելացումը որևէ ազդեցություն է ունեցել։"
Որոշ առումներով մեթոդը ավելի լավ է, քան պարզապես հողի աղտոտվածության փոփոխվող կոնցենտրացիան չափելը:
«Դա շատ ուղիղ չափում է», - ասում է Նիսը: «Աղտոտողի կոնցենտրացիայի փոփոխությունները չափելը շատ կարևոր է, բայց հետո դեռ չգիտես, թե ինչու է աղտոտիչը նվազել: Օրինակ, այն կարող էր անհետանալ, քանի որ այն հոսել էր ստորերկրյա ջրերում: Այսպիսով, քիմիական վերլուծությանը զուգահեռ., մենք կարող ենք մանրէաբանական գնահատում կատարել։»
Մեթոդի մասին հետազոտական հոդվածը հայտնվեց փետրվարին Applied and Environmental Microbiology ամսագրում, որը հրապարակվել էր Ամերիկյան մանրէաբանության ընկերության կողմից: Թերթը գրվել է ասպիրանտ Մեթյու Բ. Մեսարխի, Նակացուի և Նիսի կողմից:
Ապացուցված է, որ տեխնիկան աշխատում է լաբորատորիայում, և հետազոտողները այժմ այն փորձարկում են դաշտում իրական աղտոտման վայրերում:
