مطالعه فراژنگان شناسی بر روی جمعیت های میکروبی پسماند های صنعتی با استفاده از نشانگرهای ژنی باکتریایی در مسیر تجزیه فنول

امروزه فراژنگان شناسی(metagenomics) ، به منظور کشف ژن ها و عملکردهای ناشناخته و منحصر به فرد در جمعیت های میکروبی، شامل انواع قابل کشت و غیرقابل کشت، کاربرد بسیار دارد. از جمله زمینه های بررسی فراژنگان شناسی، پاک سازی زیستی است که در آن تنوع پیچیده میکروبی نواحی آلوده، فرصتی را برای طراحی راهبردهای مختلف بوجود می آورد. یکی از زمینه های مناسب در پاکسازی زیستی، بررسی ژن های مربوط به مسیر تجزیه ترکیبات آلاینده آروماتیک از جمله فنل است. هسته مرکزی تمام حدواسط های دی هیدروکسیله در آن ها، کتکول است که البته سمیت کتکول با شکست حلقه بنزنی توسط دی اکسیژنازها به مراتب کاهش می یابد. در واقع دی اکسیژنازهای تجزیه کننده کتکول، به دو گروه اینترادیول دی اکسیژناز و اکسترادیول دی اکسیژناز تقسیم می شوند. بر این اساس، در این مطالعه از نواحی حفاظت شده ژن کتکول 1و2 دی اکسیژناز }(1,2-ctd(cd03460 { به عنوان یک اینترادیول دی اکسیژناز، در بررسی فراژنگانی استفاده شد. در جهت دستیابی به توالی های این ژن در جمعیت های میکروبی، از توالی های ذخیره شده این ژن در پایگاه های اطلاعاتی، که بیشتر برپایه جمعیت های قابل کشت جمع آوری شده است، پرایمرهایی برای انجام pcr طراحی شدند. توانایی این پرایمرها به عنوان نشانگرهای مولکولی، ابتدا بر روی جدایه های قابل کشت غربال شده از مناطق آلوده به نفت، آزمایش و برپایه آن مسیر کلی مطالعه فراژنگانی طراحی شد. به این ترتیب، یکی از جفت پرایمرهای طراحی شده، قطعه مورد نظر را در تمام جدایه تکثیر کرد که به کمک پرایمر پس رو آن، mrna ژن کتکول 1و2 دی اکسیژناز از یک جدایه معمول در اغلب ایستگاه ها، استخراج و سپس cdna آن تهیه شد. توالی این جدایه با ژن (1,2-ctd(cd03460 در pseudomonas stutzeri dsm 4166، %93 شباهت نشان داد. سرانجام، مطالعه فراژنگان شناسی با انتخاب ایستگاه مناسب در بررسی تنوع زیستی با rep-pcr و تعیین توالی s rdna16 جدایه ها و سپس استخراج غیرمستقیم mrna جمعیت میکروبی، پیگیری شد. بنابراین با انجام rt-pcr توسط پرایمرهای مشخص شده، cdna اختصاصی جداسازی و کتابخانه فراژنگانی ساخته شد. در نهایت یکی از کلنی ها برای ارزیابی درستی کتابخانه، توالی یابی شد که 87% به ژن (1,2-ctd(cd03460 در pseudomonas aeruginosa dk2 شبیه بود. این نتایج نشان می دهد کتابخانه ساخته شده بالقوه می تواند امکان رسیدن به توالی های جدید ژن(1,2-ctd(cd03460 را فراهم سازد و افزون بر آن، پرایمرهای طراحی شده می توانند به عنوان نشانگرهای باکتریایی ژن مذکور به کار گرفته شوند.