رودوكوكوس

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة

الرودوكوكس جنس من البكتيريا الهوائية، غير المُكوِّنة للأبواغ، وغير المتحركة، موجبة الغرام، وهي وثيقة الصلة بجنسي المتفطرة والوتدية. [ 2 ] [ 3 ] في حين أن بعض أنواعها مُمرضة، فإن معظمها غير ضار، وقد وُجد أنها تنمو في نطاق واسع من البيئات، بما في ذلك التربة والماء والخلايا حقيقية النواة . تمتلك بعض الأنواع جينومات كبيرة، بما في ذلك جينوم الرودوكوكس RHA1يبلغ حجمه 9.7 ميغابايت (67% G/C ) . [ 4 ]

تُعدّ سلالات بكتيريا رودوكوكوس ذات أهمية بالغة لقدرتها على هدم طيف واسع من المركبات وإنتاج الستيرويدات النشطة بيولوجيًا، والأكريلاميد ، وحمض الأكريليك ، فضلًا عن دورها في إزالة الكبريت الحيوي من الوقود الأحفوري. [ 4 ] ولا يقتصر هذا التنوع الجيني والهدمي على الكروموسوم البكتيري الكبير فحسب، بل يشمل أيضًا وجود ثلاثة بلازميدات خطية كبيرة. [ 2 ] كما تُعتبر رودوكوكوس نظامًا مفيدًا للتجارب نظرًا لسرعة نموها النسبية وبساطة دورة تطورها، إلا أنها لا تزال غير موصوفة بدقة. [ 4 ]

يُعدّ التحويل الحيوي تطبيقًا هامًا آخر لبكتيريا رودوكوكوس ، حيث تستخدم الأنظمة البيولوجية لتحويل المواد الأولية الرخيصة إلى مركبات أكثر قيمة، وذلك لقدرتها على استقلاب الملوثات البيئية الضارة، بما في ذلك التولوين والنفثالين ومبيدات الأعشاب ومركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور. تستقلب أنواع رودوكوكوس عادةً الركائز العطرية عن طريق أكسدة الحلقة العطرية أولًا لتكوين ثنائي هيدروكسيل (مجموعتان كحوليتان). ثم تُكسر الحلقة بآليات داخلية/خارجية، مما يفتح الحلقة ويُعرّض الركيزة لمزيد من الاستقلاب. ونظرًا لأن التفاعلات الكيميائية تتميز بانتقائية فراغية عالية، فإن ثنائيات الهيدروكسيل تُنتج بكيرالية يمكن التنبؤ بها. في حين أن التحكم في كيرالية التفاعل الكيميائي يُمثل تحديًا كبيرًا للكيميائيين المتخصصين في التخليق، يُمكن استخدام العمليات البيولوجية بدلًا من ذلك لإنتاج جزيئات كيرالية بدقة في الحالات التي لا يكون فيها التخليق الكيميائي المباشر ممكنًا أو فعالًا. ومن الأمثلة على ذلك استخدام رودوكوكوس لإنتاج مشتقات إندانديول كيرالية تُستخدم كوسائط تخليقية للإندينافير ، وهو مثبط للبروتياز يُستخدم في علاج فيروس نقص المناعة البشرية/الإيدز. [ 5 ]

تحويل الإندين إلى ترانس -1 R ،2 R -إندانديول وسيس -1 S ،2 R -إندانديول بواسطة رودوكوكوس sp. [ 6 ]

التحلل البيولوجي للملوثات العضوية

لقد خضعت بكتيريا رودوكوكوس لأبحاث مكثفة باعتبارها عاملاً محتملاً للمعالجة الحيوية للملوثات، حيث أنها توجد بشكل شائع في البيئة الطبيعية، وتمتلك خصائص معينة تسمح لها بالنمو في ظل ظروف متنوعة، ولديها القدرة على استقلاب العديد من الهيدروكربونات. [ 7 ]

تتمتع بكتيريا الرودوكوكس بخصائص عديدة تجعلها مناسبة للمعالجة الحيوية في بيئات متنوعة. فقدرتها على التنفس الهوائي الدقيق تمكنها من البقاء في بيئات منخفضة الأكسجين، كما أن قدرتها على التنفس الهوائي تمكنها من البقاء في بيئات غنية بالأكسجين. [ 8 ] وتقوم أيضاً بتثبيت النيتروجين ، مما يسمح لها بتوليد مغذياتها الخاصة في بيئات فقيرة بالمغذيات. [ 9 ]

تحتوي بكتيريا الرودوكوكس أيضًا على خصائص تُعزز قدرتها على تحليل الملوثات العضوية . يسمح سطحها الكاره للماء بالالتصاق بالهيدروكربونات، مما يُحسّن قدرتها على تحليل هذه الملوثات. [ 10 ] كما تمتلك مجموعة واسعة من المسارات الأيضية والعديد من الوظائف الإنزيمية الفريدة. [ 11 ] وهذا يُعطيها القدرة على تحليل العديد من الهيدروكربونات السامة المقاومة للتحلل. على سبيل المثال، تُنتج بكتيريا الرودوكوكس إنزيمات ثنائي الأكسجين ، والتي يُمكن استخدامها لتحليل بنزوتري فلوريد ، وهو مُلوث مقاوم للتحلل. [ 12 ] سلالة الرودوكوكس Q1، وهي سلالة موجودة بشكل طبيعي في التربة وحمأة مصانع الورق، لديها القدرة على تحليل الكينولين ، ومشتقات البيريدين المختلفة ، والكاتيكول ، والبنزوات ، وحمض البروتوكاتيكويك . [ 13 ] تتميز بكتيريا الرودوكوكس بقدرتها على تراكم أيونات المعادن الثقيلة ، مثل السيزيوم المشع ، مما يسهل إزالتها من البيئة. [ 14 ] كما يمكن لبكتيريا الرودوكوكس تحليل ملوثات أخرى، مثل أصباغ الآزو ، [ 15 ] والمبيدات الحشرية ، [ 16 ] وثنائي الفينيل متعدد الكلور . [ 17 ]

صورة مجهرية إلكترونية ماسحة لسلالة Rhodococcus sp. Q1 المزروعة على الكينولين - يمكن للكائن الحي استخدام الكينولين كمصدر وحيد للكربون والنيتروجين والطاقة، ويتحمل تركيزات تصل إلى 3.88 ملي مول لكل لتر.

بكتيريا رودوكوكوس الممرضة

يضم جنس رودوكوكس نوعين ممرضين: رودوكوكس فاسكيانز ورودوكوكس إيكوي . الأول، وهو ممرض نباتي، يُسبب مرض التورم الورقي في كل من النباتات المزهرة وعاريات البذور . [ 18 ] أما رودوكوكس إيكوي فهو العامل المسبب لالتهاب الرئة عند المهور (الخشخشة)، ويُصيب المهور بشكل رئيسي حتى عمر ثلاثة أشهر. ومع ذلك، فإنه يتميز بنطاق عوائل واسع، حيث يُصيب الخنازير والأبقار والبشر الذين يعانون من نقص المناعة، وخاصة مرضى الإيدز والذين يخضعون للعلاج المثبط للمناعة. [ 19 ] يعتمد كلا الممرضين على بلازميد ضراوة قابل للانتقال لإحداث المرض. في حالة رودوكوكس فاسكيانز ، يكون هذا البلازميد خطيًا، بينما يحمل رودوكوكس إيكوي بلازميدًا دائريًا. كلا الممرضين ذو أهمية اقتصادية. يُعد رودوكوكس فاسكيانز ممرضًا رئيسيًا لنباتات التبغ. تُعتبر بكتيريا R. equi ، وهي واحدة من أهم مسببات الأمراض التي تصيب المهور، متوطنة في العديد من مزارع الخيول حول العالم.

في علم الأحياء الجزيئي

تم تحديد بكتيريا رودوكوكوس أيضًا كملوث لكواشف مجموعة استخلاص الحمض النووي وأنظمة المياه فائقة النقاء، مما قد يؤدي إلى ظهورها بشكل خاطئ في مجموعات بيانات الميكروبات أو الميتاجينوم. [ 20 ]

صِنف

تضم جنس رودوكوكوس الأنواع التالية: [ 1 ]

رودوكوكوس رودني على طبق أجار
رودوكوكوس زوفي على طبق أجار

ملحوظات

  1. تم تحديد بكتيريا رودوكوكوس جوستي على أنها تنتج إنزيمًا هاضمًا للّجنين - وهو أول إنزيم يتم عزله من بكتيريا وليس من فطر. [ 22 ] [ 23 ]

مراجع

  1. 1 2 Euzéby JP, Parte AC. " Rhodococcus " . قائمة أسماء بدائيات النوى ذات المكانة في التسمية (LPSN) . تم الاسترجاع في 25 يونيو 2022 .
  2. 1 2 فان دير جيز، ر. وديخويزن، ل. (2004). "تسخير التنوع الهدمي للرودوكوكس للتطبيقات البيئية والتقنية الحيوية" . علم الأحياء الدقيقة . 7 (3): 255-261 . doi : 10.1016/j.mib.2004.04.001 . hdl : 11370/a1dfa0fd-dd65-4c1d-b9b4-bfa98038dcbe . PMID 15196492 . 
  3. ↑ بوركوفسكي أ.، محرر (2008). الكورينيبكتيريا: علم الجينوم والبيولوجيا الجزيئية . دار كايستر الأكاديمية للنشر. ISBN 978-1-904455-30-1..
  4. 1 2 3 McLeod MP، Warren RL، Hsiao WW، Araki N، Mihre M، Fernandes C، Miyazawa D، Wong W، Lillquist AL، Wang D، Dosanjh M، Hara H، Petrescu A، Morin RD، Yang G، Stott JM، Schein JE، Shin H، Smailus D، Siddiqui AS، Marra MA، Jones SJ، Holt R، Brinkman FS، Miyauchi K، Fukuda M، Davies JE، Mohn WW، Eltis LD (17 أكتوبر 2006). "الجينوم الكامل لـ Rhodococcus sp. RHA1 يوفر نظرة ثاقبة لقوة تقويضية" . بناس . 103 (42): 15582– 15587. بيب كود : 2006PNAS..10315582M . doi : 10.1073/ pnas.0607048103 . PMC 1622865. PMID 17030794 .  
  5. ↑ تريدواي، إس إل، كيه إس ياناجيماشي، إي لانكيناو، بي إيه ليسارد، جي ستيفانوبولوس، وإيه جيه سينسكي (1999). "عزل وتوصيف جينات التحويل الحيوي للإندين من سلالة رودوكوكوس I24". مجلة علم الأحياء الدقيقة التطبيقية والتكنولوجيا الحيوية . 51 (6): 786-793 . doi : 10.1007/s002530051463 . PMID 10422226. S2CID 6264248 .  {{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  6. ↑ باكلاند، باري سي؛ درو، ستيفن دبليو؛ كونورز، نيل سي؛ شارترين، ميشيل إم؛ لي، تشانيونغ؛ سالمون، بيتر إم؛ غبيوني، كودزو؛ تشو، ويتشانغ؛ غايليوت، بات؛ سينغفي، راهول؛ أوليفينسكي، روجر سي؛ صن، وين-جون؛ ريدي، جايانثي؛ تشانغ، جينيو؛ جاكي، باربرا إيه؛ تايلور، كولين؛ غوكلين، كينت إي؛ يونكر، بيث؛ غريشام، راندولف إل. (يناير 1999). "التحويل الميكروبي للإندين إلى إندانديول: وسيط رئيسي في تخليق كريكسيفان". الهندسة الأيضية . 1 (1): 63-74 . Bibcode : 1999MbEng...1...63B . دوى : 10.1006/mben.1998.0107 . بميد 10935755 . 
  7. ↑ ألفاريز، هيكتور (2010). بيولوجيا رودوكوكوس . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. الصفحات 231-256 . ISBN  9783642129377.
  8. ↑ فولر، م. إي.؛ بيرو، ن. (8 يوليو 2010). "التحلل الهوائي الدقيق لمركب هيكساهيدرو-1،3،5-ترينيترو-1،3،5-تريازين (RDX) بواسطة ثلاث سلالات من بكتيريا رودوكوكوس" . رسائل في علم الأحياء الدقيقة التطبيقي . 51 (3): 313-318 . doi : 10.1111/j.1472-765x.2010.02897.x . PMID 20666987 . 
  9. ↑ بلاسكو، رافائيل (2001). "تنمو بكتيريا رودوكوكوس RB1 في وجود تركيزات عالية من النترات والنتريت، وتستوعب النترات في بيئات متوسطة الملوحة". أرشيف علم الأحياء الدقيقة . 175 (6): 435-440 . Bibcode : 2001ArMic.175..435B . doi : 10.1007/s002030100285 . PMID 11491084. S2CID 864067 .  
  10. ↑ مينديز-فولاس، أ. (2012). الميكروبات في البحوث التطبيقية؛ التطورات والتحديات الحالية؛ وقائع المؤتمر . وورلد ساينتيفيك. ص 197-200 . ISBN  9789814405034.
  11. ^ لاكزي، كريستيان؛ كيس، أغنيس؛ هورفاث، بالاز؛ ماروتي، جيرجيلي؛ هيجيدوس، بوتوند (نوفمبر 2015). "الاستجابات الأيضية لـ Rhodococcus erythropolis PR4 المزروعة على زيت الديزل والهيدروكربونات المختلفة" (PDF) . علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والتكنولوجيا الحيوية . 99 (22): 9745-9759 . دوى : 10.1007 / s00253-015-6936-z . بميد 26346267 . S2CID 9213608 .  
  12. ^ يانو ، كينيتشي. واتشي، ماساكي؛ تسوتشيدا، ساكيكو؛ كيتازومي، تومويا؛ إيواي، نوريتاكا (2015). "تحلل البنزوتريفلورايد عبر مسار الديوكسيجيناز في Rhodococcus sp. 065240" . العلوم الحيوية والتكنولوجيا الحيوية والكيمياء الحيوية . 79 (3): 496-504 . دوى : 10.1080 / 09168451.2014.982502 . ردمك 1347-6947 . بميد 25412819 . S2CID 205616972 .   
  13. ↑ أولوفلين، إي جيه؛ كيرماير، إس آر؛ سيمز، جي كي (1996). "عزل وتوصيف واستخدام الركيزة لبكتيريا محللة للكينولين". التدهور البيولوجي والتحلل البيولوجي الدولي . 38 (2): 107-118 . Bibcode : 1996IBiBi..38..107O . doi : 10.1016/S0964-8305(96)00032-7 .
  14. ↑ تاكي، تاكايوكي؛ ياماساكي، ميكا؛ يوشيدا، ماساهيرو (2014-04-01). "تراكم السيزيوم في سلالة رودوكوكوس إريثروبوليس CS98 المثبتة في مصفوفات هيدروجيل". مجلة العلوم الحيوية والهندسة الحيوية . 117 (4): 497-500 . doi : 10.1016/j.jbiosc.2013.09.013 . PMID 24183457 . 
  15. ↑ هيس، جي إس؛ غوان، بي؛ دابس، إي آر (1992-12-01). "استنساخ الحمض النووي من سلالة رودوكوكوس التي تمنح القدرة على إزالة لون أصباغ الآزو السلفونية" . رسائل علم الأحياء الدقيقة FEMS . 78 ( 2-3 ): 221-226 . doi : 10.1016/0378-1097(92)90030-r . ISSN 0378-1097 . PMID 1490602 .  
  16. ↑ باريك، ن. ر.؛ ووكر، أ.؛ روبرتس، س. ج.؛ ويلش، س. ج. (نوفمبر 1994). "التحلل السريع لمبيد الأعشاب تريازينون ميتامترون بواسطة بكتيريا رودوكوكوس معزولة من تربة معالجة". مجلة علم البكتيريا التطبيقي . 77 (5): 467-475 . doi : 10.1111/j.1365-2672.1994.tb04389.x . ISSN 0021-8847 . PMID 8002472 .  
  17. ↑ بويل، ألفريد دبليو؛ سيلفين، كريستوفر جيه؛ هاسيت، جون بي؛ ناكاس، جيمس بي؛ تانينباوم، إس دبليو (1992-06-01). "التحلل البيولوجي لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور بواسطة البكتيريا". التحلل البيولوجي . 3 ( 2-3 ): 285-298 . doi : 10.1007/BF00129089 . ISSN 0923-9820 . S2CID 7272347 .  
  18. ↑ جوثالز، ك.؛ فيريك، د.؛ جازيري، م.؛ فان مونتاغو، م.؛ هولسترز، م. (2001). "تكوين العفص الورقي بواسطة رودوكوكوس فاسكيانس". المجلة السنوية لعلم أمراض النبات . 39 (1): 27-52 . Bibcode : 2001AnRvP..39...27G . doi : 10.1146/annurev.phyto.39.1.27 . PMID 11701858 . 
  19. ↑ موسكاتيلو، جي.؛ ليدون، دي بي؛ كلاي، إم.؛ أوكامبو-سوسا، إيه.؛ لويس، دي إيه؛ فوغارتي، يو.؛ باكلي، تي.؛ جيلكرسون، جيه آر؛ ماير، دبليو جي؛ وآخرون . (2007). "عدوى رودوكوكوس إيكوي في المهور: علم 'الخشخشة'" ". مجلة الطب البيطري للخيول 39 ( 5): 470– 478. doi : 10.2746/042516407x209217 . PMID 17910275 . 
  20. ↑ سالتر، إس؛ كوكس، إم؛ توريك، إي؛ كالوس، إس؛ كوكسون، دبليو؛ موفات، إم؛ تيرنر، بي؛ باركهيل، جيه؛ لومان، إن؛ ووكر، إيه (2014). "يمكن أن يؤثر تلوث الكواشف والمختبر بشكل حاسم على تحليلات الميكروبيوم القائمة على التسلسل" . بي إم سي بيولوجي . 12 87. bioRxiv 10.1101/007187 . doi : 10.1186/s12915-014-0087-z . PMC 4228153. PMID 25387460 .   
  21. ↑ راما براساد، إي في في؛ ماهيدارا، غانيش؛ ساسيكالا، تش؛ رامانا، تش. في. (2018). " رودوكوكوس إلكتروديفيلوس نوع جديد، بكتيريا شعاعية نشطة كهربائيًا بحرية معزولة من الشعاب المرجانية" . المجلة الدولية لعلم الأحياء الدقيقة المنهجي والتطوري . 68 (8): 2644-2649 . doi : 10.1099/ijsem.0.002895 . PMID 29957174 . 
  22. ↑ "أول إنزيم هضم الخشب الذي تم اكتشافه في البكتيريا يمكن أن يعزز إنتاج الوقود الحيوي" .
  23. ↑ تاكيوتشي، م؛ هاتانو، ك؛ سيدلاسيك، إ؛ باكوفا، ز (2002). " Rhodococcus jostii sp. nov.، معزولة من قبر من العصور الوسطى" . المجلة الدولية لعلم الأحياء الدقيقة المنهجي والتطوري . 52 (الجزء 2): 409-13 . doi : 10.1099/00207713-52-2-409 . PMID 11931149 . 
  24. ↑ تشودري، ديراج كومار؛ كيم، جايسو (2018). " Rhodococcus olei sp. nov.، ذات القدرة على تحليل زيت البترول، معزولة من تربة ملوثة بالنفط" . المجلة الدولية لعلم الأحياء الدقيقة المنهجي والتطوري . 68 (5): 1749-1756 . doi : 10.1099/ijsem.0.002750 . PMID 29620494 .