Bilim İnsanları, 30 Yıllık Bakterilerinin Nasıl Yakıt Ürettiği Gizemini Çözdü
Bir mikrobun dünyası bizlerle kıyaslandığında, biyolojik işlemeleri çılgıncadır. Bazı büyük kristallerde bulunuyor, bazıları tahriş edici kükürt açısından zengin mineralleri, oksijensiz karanlıkta yaşamak için kullanıyorlar ve diğerleri, ScienceMag tarafından belirtildiği gibi, tam anlamıyla yakıt üretebilir.
1986’da İsviçreli mikrobiyologlar Zürih Gölü’ndeki bir bakteriyi açığa çıkardılar ve bir tür hidrokarbon olan tolueni sentezlediklerini buldular. Şimdi, Nature Chemical Biology’de bildirildiği gibi, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı tarafından yönetilen bir ekip, bu mikrobiyal simyanın nasıl gerçekleştiğini araştırdı.
Toluen benzinde oktan güçlendirici olarak kullanılıyor, ancak bu tek kullanımı değildir; Aynı zamanda, boya tinerleri, yapıştırıcılar, vernikler, kauçuk çimentoda bulunan bir çözücüdür ve hatta TNT’nin yapımında da rol oynar. Bazıları tarafından eğlence amaçlı bir ilaç olarak da kullanılır, ancak bunun nörotoksik olabileceği düşünüldüğünden, bu tavsiye edilmez.
İnsanlık ilk olarak 19’uncu yüzyılın ortalarında tolueni sentezledi, ancak bakteriler bizi kıl payı yenmiş olabilir. Her ne kadar Zürih Gölü’ndeki bakteri cinsi, Tolumonas auensis, bu konuda orijinal mikrobiyal üstadı olsa da bu yeteneğe sahip olan tek tür de değil – Clostridium aerofoetidum’un da becerileri var.
Ne yazık ki hiç kimse, çok disiplinli ekibin makalelerinde not ettiği gibi, bunlardan herhangi birinin bu “biyokimyasal olarak zorlu tepkimeyi” nasıl ilerlettiklerini bulamadılar.
Bu bakterilerin laboratuvar koşullarında “toluen biyosentezini kopyalamak” amacıyla kullanılma girişimlerinin başarısız olduğunu ve belirli bir enzimin önemli bir rol oynadığından şüphelenmelerine rağmen, bugüne kadar sadece dolaylı kanıtların bulunduğunu açıkladılar.
Fotoğraf : Zürih Gölü Oscity
Zürih Gölü’nü geride bırakarak, yeni araştırmacı ekibi, Berkeley’deki bir parkta, Jewel Gölü’nü gözlemlediler. Göldeki toluenin ve yakındaki bir kanalizasyon arıtma tesisinin örneklerinin bulunması, örnekleri nereden geldiğini açıklamaya yardımcı olabilecek herhangi bir biyokimyasal bileşeni tanımlamayı umarak bir metagenomik analiz yoluyla örneklediler.
Başardılar! Her zaman iki spesifik enzimle eşleştirilmiş bir gen topluluğu buldular. Birincisi, PhdB, toluen üretim kimyasal reaksiyonunu katalize eden veya hızlandıran bir bakteri kökenli anahtar bir enzimdir. Diğeri PhdB’yi aktive eden PhdA, iki farklı oksijensiz mikrobiyal toplulukta bulunur.
Bu enzimlerin sorumlu olduğunu teyit etmek için, ilgili genleri laboratuvarda yaygın bir bakteriyel türe soktular. Kimyasal bileşenlerin kimyasal olarak etiketlediler, enzimlerin toluen yapmak için çalıştıklarını gözlemlediler.
Bu keşif, belki de alışılmadık yöntemlerle gerçekleştirildi, ancak yapımda 30’dan fazla yıllık bir gizemi çözmüş görünüyor. Açıkça görülmeyen şey, bu mikropların neden ilk olarak toksik tolueni sentezleme zahmetine katlandıkları, ancak yazarlar birkaç olası açıklama sunmaktadır.
Birincisi, rekabetçi türlerin çoğalmasını önlemek için kullanılar teknik bir terim olan “negatif allelopati” biçimi. Alternatif bir hipotez, bakterilerin kendisine asidik koşullara daha toleranslı bir şekilde fizyolojik değişiklikler yapmasına izin vermesidir. Ekip, bakterilerin kendi kendilerine bir enerji kaynağı sağlayabileceğini iddia ediyor.
Bakteriler şu anda biyoteknolojimizden daha iyi olabilir, ancak ekibin makalesi, bu süreci kendimizin de kullanabileceğini, yeni bir yenilenebilir yakıt kaynağının söz konusu olabileceğini ima ediyor.
Kaynak : iflscience.com
