تاثیر کمبود فسفر روی مسیر سگینالینگ quorum sensing در Sinorhizobium meliloti

  مقدمه: فسفر یک از مهم‏ترین عناصر ضروری پرمصرف برای رشد باکتری‌هاست. به طور معمول باکتری‌ها در محیط با کمبود فسفر مواجه هستند و مکانیسم‌هایی در آن‌ها برای رویارویی با چنین شرایطی تکامل یافته ‌است. ژن‌های ناقل فسفات (pstS) و مسیر انتقال سیگنال حس‌گر حد نصاب (Quorum sensing) ، به واسطه تنطیم‌کننده PhoB ، در پاسخ باکتری به این شرایط استرسی دخالت دارند. مسیر حس‌گر حد نصاب در باکتری Sinorhizobium meliloti حداقل از سه ژن sinI ، sinR و expR تشکیل یافته است و در کنترل فعالیت‌های باکتری در شرایط آزاد-زی و همزیستی دخالت دارد .   مواد و روش ‏‏ ها: تراکم جمعیت در گونه‌های تراریخت باکتری S. meliloti حامل پلاسمیدهای pLK004 (ترکیب راه‌انداز pstS و ژن egfp )، pLK64 (ترکیب راه‌انداز sinI و ژن egfp )، pLK65 (ترکیب راه‌انداز sinR و ژن egfp )، pLK66 (ترکیب راه‌انداز expR و ژن egfp ) و کنترل (ژن egfp بدون راه‌انداز) در غلظت‌های مختلف 1/0 (کمبود فسفات)، 5/0 و 2 (غلظت کافی فسفات) میلی‌مولار فسفات در زمان‌های مختلف 16، 24 و 40 ساعت اندازه‌گیری شد. همچنین، فعالیت پروموتر ژن‌های مختلف pstS ، sinI ، sinR و expR با تقسیم واحد فلورسنس ساطع شده بر تراکم جمعیت باکتری در غلظت‌ها مختلف فسفات محاسبه شد .   نتایج: سرعت رشد باکتری‌های تراریخت با کاهش غلظت فسفات در محیط کشت، به‌ویژه 40 ساعت پس از کشت آن‌ها، کاهش یافت. فعالیت پروموتر ژن‌ ناقل فسفات (pstS) و همچنین، برخی ژن‌های مسیر کروم‌سنسینگ ( sinI و sinR و نه expR ) به‌دنبال کاهش غلظت فسفات در محیط کشت، افزایش یافت .   بحث و نتیجه ‏ گیری: از جمله پاسخ‌های باکتری S. meliloti به کمبود فسفات می‌توان به افزایش بیان ژن ناقل فسفات (pstS) اشاره کرد که تاحدودی می‌تواند این کمبود در محیط را جبران نماید. بیان ژن‏ sinR نیز در شرایط کمبود فسفات به کمک تنظیم کننده PhoB القا می‌شود. پروتئین SinR به‌عنوان فعال کننده ژن sinI عمل می‌کند و بنابراین، مسیر حس‌گر حد نصاب در شرایط کمبود فسفات فعال می‌شود که احتمالاً موجب تسهیل فعالیت‌های باکتری در شرایط آزاد- زی و همزیستی می‌شود .