معرفی یک استراتژی جدید برای کاهش خطرات زیست محیطی میکروارگانیسم های تراریخته

به نقل از ساینس دیلی محققان دانشگاه هیروشیما موفق به ابداع روشی جدید جهت جلوگیری از پراکندگی ارگانسیم­های تغییر ژنتیک یافته (GMOs) به خارج از منطقه­ ی تحقیقات شدند

میکروارگانیسم­های مهندسی شده در حوز­های مختلفی نظیر زیست پالایی، تولید سوخت و کشاورزی  کاربرد دارند. به عنوان مثال ریزجلبک­های نوترکیب را می­توان در تصفیه پساب­های پالایشگاه ها و تولید بیودیزل مورد مورد استفاده قرار داد. اما با این وجود ایمنی آن­ها همانند سایر ارگانیسم های نوترکیب با ابهام مواجه است. میکروارگانیسم­های نوترکیب می­توانند در یک ناحیه غالب شده و با حمله به ارگانیسم­های بومی تنوع زیستی آن منطقه را با تهدید مواجه کنند.

ریوشی هیروتا محقق ارشد این طرح ابراز داشته که ریز جلبک­ها معمولا در حوزچه ها و منابع آبی روباز کشت می­شوند.به منظور کاهش خطرات ناشی از پراکنش میکروارگانسیم­های نوترکیب به خارج از محل پرورش یک سامانه جدید زیست مهاری را معرفی کرده ایم. او افزود که بطور کلی در سامانه­ های زیست مهاری به دنبال روش­هایی هستیم که از رشد میکروارگانیسم در بیرون از محوطه­ ی پرورش جلوگیری کنیم.

در این پروژه هیروتا و همکاران از یک استراتژی غیر فعال برای کنترل ریزجلبک­های نوترکیب استفاده کردند. هدف این استراتژی تغیر نیاز غذایی ریز جلبک مورد مطالعه بوده است. آن­ها با تغییر در ژنوم این میکروارگانیسم نیاز غذایی آن را طوری تغییر داده اند که در خارج از محیط پرورشی قادر به زیست نباشد. برای این هدف یک نیاز تغذیه ای جدید برای فسفیت در ریز جلبک­های ایجاد کرده اند. در این حالت فسفیت منبع اصلی فسفر برای میکروارگانیسم تلقی شده و بر خلاف فسفات که در طبیعت به وفور یافت می­شود منابع بسیار محدودی دارد. لذا با توجه به اینکه فسفر جهت تولید انرژی و بیوسنتز مولکول­های DNA و RNA حیاتی است ریز جلبک در خارج از محیط پرورش قابل به ادامه ی حیات نخواهد بود.

در تعداد کمی از میکروارگانیسم­ها وجود آنزیمی به نام فسفیت دهیدروژناز موجب تبدیل فسفیت به فسفات و تامین منبع فسفر خواهد شد. در پژوهش هیروتا و همکاران از این پدیده­ ی طبیعی به منظور ایجاد سیستم زیست مهاری در EColi استفاده شد ونتایج آن امیدوار کننده بود. به همین منظور این قابلیت در ریزجلبک ها نیز مورد استفاده قرار گرفت و سامانه ی فراوری فسفات در این ارگانیسم ها حذف شد. این امر موجب می­شود که ریزجلبک برای زنده ماندن فقط از  فسفیت به عنوان منبع فسفر استفاده کند و در غیاب آن حیات ریز جلبک با محدودیت مواجه خواهد بود.

علیرغم اینکه استراتژی ارائه شده در مقیاس آزمایشگاهی بسیار مطلوب بوده است اما هیروتا اضافه می ­کند که احتمال ایجاد جهش و رفع محدودیت در ریزجلبک های مورد بررسی وجود دارد. به این منظور طی یک بازه­ی زمانی تعداد کلنی هایی که با ایجاد جهش های هدف دار قابل به زیست در محیط بدون فسفیت بودند اندازه گیری شد. نتایج بطور شگفت آوری حالکی از تعداد بسیار کم (۱ سلول در ۱۰۰ میلیون سلول) کلنی­های جهش یافته بود که نشان می­دهد این سیستم قابلیت توسعه به منظور کاهش و یا حذف ریسک های احتمالی استفاده از ارگانیسم های تغییر ژنتیک یافته را داراست.

گردآوری و تنظیم: گروه خبری زیست فایل
منبع :

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/11/181126123317.htm

Synthetic Phosphorus Metabolic Pathway for Biosafety and Contamination Management of Cyanobacterial Cultivation. ACS Synthetic Biology, 2018; 7 (9): 2189 DOI: ۱۰٫۱۰۲۱/acssynbio.8b00199