سفينغوموناس

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

تم تعريف بكتيريا Sphingomonas في عام 1990 على أنها مجموعة منالبكتيريا سالبة الغرام ، عصوية الشكل، كيميائية التغذية غيرية التغذية ، هوائية إجبارية. تمتلك هذه البكتيريا يوبيكوينون 10 ككينون تنفسي رئيسي، وتحتوي على غليكوسفينغوليبيدات (GSLs)، وتحديدًا سيراميد ، بدلًا من الليبوبوليسكاريد (LPS) في أغلفة خلاياها، وعادةً ما تُنتج مستعمرات ذات صبغة صفراء. تعمل الغليكوسفينغوليبيدات على حماية البكتيريا من المواد المضادة للبكتيريا . على عكس معظم البكتيريا سالبة الغرام، لا تستطيع بكتيريا Sphingomonas حمل السموم الداخلية بسبب افتقارها لليبوبوليسكاريد، ولها سطح كاره للماء يتميز بقصر الجزء الكربوهيدراتي من الغليكوسفينغوليبيدات . [ 2 ]

بحلول عام 2001، ضمّ جنس Sphingomonas أكثر من 20 نوعًا، تميزت بتنوعها الكبير من حيث خصائصها الوراثية والبيئية والفسيولوجية . ونتيجةً لذلك، تم تقسيم Sphingomonas إلى أجناس مختلفة: Sphingomonas و Sphingobium و Novosphingobium و Sphingosinicella و Sphingopyxis . تُعرف هذه الأجناس مجتمعةً باسم Sphingomonas. يتميز التركيب الجينومي لـ Sphingomonas ، عن غيره من أنواع Sphingomonas، بتكوين دهني فريد ، وأحماض دهنية رئيسية من نوع 2-OH ، ومركب هوموسبرميدين باعتباره البوليامين الأساسي ، وقواعد نيوكليوتيدية مميزة ضمن جين 16S rRNA . تحتوي البكتيريا على 3914 بروتينًا، و70 حمضًا نوويًا ريبوزيًا تنظيميًا ، و3,948,000 زوجًا من القواعد (ملاحظة غير مكتملة). [ 2 ]

الموطن

تنتشر بكتيريا السفينجوموناس على نطاق واسع في الطبيعة، إذ عُزلت من العديد من البيئات البرية والمائية المختلفة، بالإضافة إلى جذور النباتات والعينات السريرية وغيرها من المصادر؛ ويعود ذلك إلى قدرتها على البقاء في تراكيز منخفضة من المغذيات، فضلاً عن قدرتها على استقلاب مجموعة واسعة من مصادر الكربون. وقد عُزلت سلالات عديدة منها من بيئات ملوثة بمركبات سامة، حيث أظهرت قدرتها على استخدام هذه الملوثات كمغذيات. [ 2 ]

دورها في المرض

تلعب بعض أنواع بكتيريا Sphingomonas (وخاصةً Sphingomonas paucimobilis ) دورًا في الأمراض البشرية، وذلك بشكل أساسي من خلال التسبب في مجموعة من العدوى، معظمها عدوى مكتسبة من المستشفيات ، وغير مهددة للحياة، والتي عادةً ما تُعالج بسهولة بالمضادات الحيوية . [ 3 ] [ 4 ] في المقابل، فإن سلالة Sphingomonas melonis ZJ26، وهي سلالة داخلية تعيش في بذور بعض أصناف الأرز ، تُكسب النبات مقاومة للأمراض ضد مسببات الأمراض البكتيرية، وتنتقل عموديًا بين أجيال النبات عبر بذورها. [ 5 ]

التطبيقات

الاستخدام البيوتكنولوجي

بفضل قدراتها على التحلل الحيوي والتخليق الحيوي ، استُخدمت بكتيريا السفينغوموناس في طيف واسع من التطبيقات التقنية الحيوية، بدءًا من المعالجة الحيوية للملوثات البيئية وصولًا إلى إنتاج البوليمرات خارج الخلوية مثل السفينجانينات (مثل الجيلان والويلان والرامسان ) المستخدمة على نطاق واسع في الصناعات الغذائية وغيرها. [ 6 ] يؤدي قصر الجزء الكربوهيدراتي في الجلوكوسيلينوجين (GSL) مقارنةً بالليبوساكاريد (LPS) إلى جعل سطح الخلية أكثر كراهية للماء من سطح خلايا البكتيريا سالبة الغرام الأخرى، وهو ما يُفسر على الأرجح حساسية السفينغوموناس للمضادات الحيوية الكارهة للماء وقدرتها على تحليل الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات الكارهة للماء . [ 2 ] إحدى السلالات ، وهي Sphingomonas sp. 2MPII، قادرة على تحليل 2- ميثيل فينانثرين . [ 7 ] في مايو 2008، فاز دانيال بيرد، وهو كندي يبلغ من العمر 16 عامًا، بمعرض العلوم على مستوى كندا في أوتاوا بعد اكتشافه أن بكتيريا Sphingomonas يمكنها تحليل أكثر من 40% من وزن الأكياس البلاستيكية ( البولي إيثيلين ) في أقل من ثلاثة أشهر. [ 8 ]

استُخدمت سلالة من بكتيريا Sphingomonas sp. تُدعى BSAR-1، تُنتج إنزيم فوسفاتاز قلوي عالي النشاط (PhoK)، في الترسيب الحيوي لليورانيوم من المحاليل القلوية . وقد تعززت قدرة الترسيب بزيادة التعبير عن بروتين PhoK في بكتيريا الإشريكية القولونية . وهذا أول تقرير عن الترسيب الحيوي لليورانيوم في الظروف القلوية. [ 9 ]

تخمير النبيذ

يُعدّ النبيذ، الذي يُصنع من خلال التخمير الكحولي للعنب، مشروبًا كحوليًا يتميز بخصائص حسية ناتجة عن البكتيريا الدقيقة ومجموعة من العوامل البيئية الأخرى. وبينما تلعب المتغيرات التاريخية، مثل الموقع ودرجة الحرارة وجودة التربة وممارسات صناعة النبيذ، دورًا في تغيير مذاق النبيذ، فإن الجغرافيا الحيوية الميكروبية تلعب دورًا هامًا في جودته. ويؤثر مفهوم "التيروار" ، الذي يشمل الخصائص المذكورة آنفًا، على جودة عنب النبيذ بناءً على منطقة الكرم الفريدة التي ينبت فيها. [ 10 ] ويُنبئ التنوع البكتيري للعنب بالتركيب الكيميائي للنبيذ. وتتيح إدارة هذه العوامل الميكروبية، خلال عملية التخمير، للمنتجين التحكم في انتشار السمات الإقليمية المرغوبة.

بينما لا تستطيع معظم الكائنات الحية الدقيقة البقاء على قيد الحياة خلال عملية تخمير النبيذ، فإن بكتيريا Sphingomonas ، الموجودة في التربة وأوراق العنب وعلى أسطح التخمير، قادرة على البقاء. يسمح لها لونها، ومستويات مقاومتها للإجهاد، ونظام الحمض النووي الفريد الخاص بها، وانخفاض حاجتها للمغذيات، بمزيد من النمو في الغلاف الورقي . [ 11 ] مع نضوج العنب، يزداد عدد الكائنات الحية الدقيقة نتيجة لتوافر المغذيات وتوسع مساحة سطحه. [ 10 ] لاحظ باحثون في جامعة كاليفورنيا، ديفيس ، زيادة في وفرة بكتيريا Sphingomonas في النبيذ النهائي المزروع في مقاطعتي نابا وسونوما ، كاليفورنيا. [ 12 ] يشير هذا إلى أن Sphingomonas مؤشر حيوي للتركيب الكيميائي للنبيذ. توجد Sphingomonas في جميع مراحل عملية تخمير النبيذ ، مما يدل على وجود علاقة بين البكتيريا والتربة الميكروبية التي تُنتج فيها أنواع النبيذ. [ 13 ] [ 14 ]

مراجع

  1. ↑ LPSN lpsn.dsmz.de
  2. 1 2 3 4 سفينغوموناس ، ميكروبويكي
  3. ↑ رايان إم بي، أدلي سي سي (2010). "سفينغوموناس باوسيموبيليس: كائن حي مُعدٍ مستمر من نوع البكتيريا سالبة الغرام المكتسبة في المستشفيات". مجلة عدوى المستشفيات . 75 (3): 153-157 . doi : 10.1016/j.jhin.2010.03.007 . PMID 20434794 . 
  4. ↑ عدوى مجرى الدم ببكتيريا Sphingomonas paucimobilis المرتبطة بالفنتانيل الوريدي الملوث ، ليزا ل. ماراجاكيس، روماني تشايواريث، أرجون سرينيفاسان، فرانشيسكا ج. تورياني، إيدينا أفديك، أندرو لي، تريسي ر. روس، كارين س. كارول، وتريش م. بيرل، الأمراض المعدية الناشئة، المجلد 15، العدد 1، يناير 2009
  5. ↑ ماتسوموتو هـ، فان إكس، وانغ واي، كوستاتشر بي، دوان جيه، وو إس، وآخرون . (يناير 2021). "البكتيريا الداخلية للبذور تُشكّل مقاومة الأمراض في الأرز". مجلة نيتشر بلانتس . 7 (1): 60-72 . Bibcode : 2021NatPl...7...60M . doi : 10.1038/ s41477-020-00826-5 . PMID 33398157. S2CID 230508404 .   
  6. ^ يابوتشي إي، كوساكو واي (2015). "سفينغوموناس". دليل بيرجي لمنهجيات العتائق والبكتيريا . جون وايلي وأولاده. الصفحات من 1 إلى 39. دوى : 10.1002/9781118960608.gbm00924 . رقم ISBN  978-1-118-96060-8.
  7. ↑ جي إم نيماتوزاهروه؛ إم. جيليفيتش؛ إم. جوليانو وجيه سي بيرتراند (مايو 1999). "دراسة مخبرية للتفاعل بين الأكسدة الضوئية والتحلل البيولوجي لمركب 2-ميثيل فينانثرين بواسطة بكتيريا Sphingomonas sp 2MPII". مجلة Chemosphere . 38 (11): 2501-2507 . Bibcode : 1999Chmsp..38.2501N . doi : 10.1016/S0045-6535(98)00456-1 . ISSN 0045-6535 . PMID 10204235 .  
  8. ↑ TheRecord.com—CanadaWorld—طالب من كلية ووترفورد كوليدج يعزل ميكروبًا يتغذى على الأكياس البلاستيكية
  9. ↑ كيه إس نيلجيريوالا؛ أ. ألاهاري؛ إيه إس راو؛ إس كيه أبتي (سبتمبر 2008). "استنساخ وتعبير مفرط عن الفوسفاتاز القلوي PhoK من سلالة Sphingomonas sp. BSAR-1 للترسيب الحيوي لليورانيوم من المحاليل القلوية" (ملف PDF) . علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والبيئي . 74 (17): 5516-5523 . Bibcode : 2008ApEnM..74.5516N . doi : 10.1128/AEM.00107-08 . ISSN 1098-5336 . PMC 2546639. PMID 18641147 .   
  10. 1 2 ليو، دي؛ تشانغ، بانغ تشن؛ تشين، ديلي؛ هاول، كيت (2019). "من الكرم إلى مصنع النبيذ: كيف تُؤثر البيئة الميكروبية على التميّز الإقليمي للنبيذ" . مجلة فرونتيرز في علم الأحياء الدقيقة . 10 2679. Bibcode : 2019FrMic..1002679L . doi : 10.3389/fmicb.2019.02679 . ISSN 1664-302X . PMC 6880775. PMID 31824462 .   
  11. ↑ كورو، ناتاشا (مايو 2020). التنوع الوراثي للميكروبات في كروم العنب والنبيذ في أركنساس (أطروحة دكتوراه). جامعة أركنساس. ص 297. 
  12. ↑ بوكوليتش، نيكولاس أ.؛ كولينز، توماس س.؛ مساروه، تشاد؛ ألين، جريج؛ هيمان، هيلدغارد؛ إيبيلر، سوزان إي.؛ ميلز، ديفيد أ. (2016). "الارتباطات بين ميكروبيوم العنب، والميتابولوم، وسلوك التخمير تشير إلى مساهمة الميكروبات في خصائص النبيذ الإقليمية" . mBio . 7 ( 3) e00631-16. Bibcode : 2016mBio....731.16B . doi : 10.1128/mbio.00631-16 . PMC 4959672. PMID 27302757 .  
  13. ↑ بوكوليتش، نيكولاس أ.؛ كولينز، توماس س.؛ مساروه، تشاد؛ ألين، جريج؛ هيمان، هيلدغارد؛ إيبيلر، سوزان إي.؛ ميلز، ديفيد أ. (14 يونيو 2016). "الارتباطات بين ميكروبيوم العنب، والميتابولوم، وسلوك التخمير تشير إلى مساهمة الميكروبات في خصائص النبيذ الإقليمية" . mBio . 7 ( 3): e00631–16. Bibcode : 2016mBio....731.16B . doi : 10.1128/mBio.00631-16 . ISSN 2150-7511 . PMC 4959672. PMID 27302757 .   
  14. ↑ وانغ، هونغ لي؛ هوفر، هيلين؛ كوكبيرن، داريل دبليو؛ وي، جوزفين (11 يناير 2021). "توصيف ديناميكيات الميكروبات وتغيرات الأيض المتطاير أثناء تخمير عنب شامبورسان الهجين من منطقتين في بنسلفانيا" . مجلة فرونتيرز إن مايكروبيولوجي . 11 614278. doi : 10.3389/fmicb.2020.614278 . ISSN 1664-302X . PMC 7829364. PMID 33505380 .