Paenibacillus vortex
પેનીબેસિલસ વમળ એ પેટર્ન બનાવતા બેક્ટેરિયાની એક પ્રજાતિ છે, જેની શોધ સૌપ્રથમ 1990ના દાયકાની શરૂઆતમાં તેલ અવીવ યુનિવર્સિટીમાં એશેલ બેન-જેકોબના જૂથ દ્વારા કરવામાં આવી હતી. તે એક સામાજિક સુક્ષ્મસજીવો છે જે જટિલ અને ગતિશીલ રચનાઓ સાથે વસાહતો બનાવે છે. પી. વમળ મુખ્યત્વે વિજાતીય અને જટિલ વાતાવરણમાં જોવા મળે છે, જેમ કે પ્રકંદમંડળ, જમીનનો વિસ્તાર જે છોડના મૂળથી સીધો પ્રભાવિત છે. જીનસ પેનીબેસિલસમાં ફેકલ્ટેટિવ એનારોબિક, એન્ડોસ્પોર બનાવતા બેક્ટેરિયાનો સમાવેશ થાય છે, જે મૂળ રીતે જીનસ બેસિલસમાં સમાવિષ્ટ છે અને પછી 1993માં એક અલગ જીનસ તરીકે પુનઃવર્ગીકૃત કરવામાં આવ્યા હતા. જાતિમાં બેક્ટેરિયા વિવિધ વાતાવરણમાં મળી આવ્યા છે જેમ કેઃ માટી, પાણી, વનસ્પતિ પદાર્થ, ઘાસચારો અને જંતુના લાર્વા, તેમજ તબીબી નમૂનાઓ. પી. વમળ સહિત પેનીબેસિલસ એસપીપી., બાહ્યકોષીય ઉત્સેચકો ઉત્પન્ન કરે છે જે ઔદ્યોગિક, કૃષિ અને તબીબી ઉપયોગોમાં વિવિધ કૃત્રિમ પ્રતિક્રિયાઓને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. વિવિધ પેનીબેસિલસ એસપીપી. માટી અને છોડના રોગકારક બેક્ટેરિયા ઉપરાંત ફૂગ જેવા સુક્ષ્મસજીવોને અસર કરી શકે તેવા એન્ટિમાઇક્રોબાયલ પદાર્થો પણ ઉત્પન્ન કરે છે. સામાજિક ગતિશીલતા પેનીબેસિલસ વમળ સેલ-સેલ આકર્ષક અને પ્રતિકારક કેમોટેક્ટિક સિગ્નલિંગ અને ભૌતિક જોડાણોનો ઉપયોગ કરીને અદ્યતન સામાજિક ગતિશીલતા ધરાવે છે. જ્યારે નરમ સપાટીઓ પર ઉગાડવામાં આવે છે (દા. ત. અગર), સામૂહિક ગતિશીલતા ઘાસચારાના ઝુંડની રચના દ્વારા પ્રતિબિંબિત થાય છે જે ખોરાકની શોધમાં મોકલવામાં આવેલા હથિયારો તરીકે કામ કરે છે. આ તીડ એકબીજાના પગેરું પાર કરવા માટે અણગમો ધરાવે છે અને જ્યારે ખોરાકની અનુભૂતિ થાય છે ત્યારે સામૂહિક રીતે દિશા બદલે છે. "સ્વાર્મિંગ ઇન્ટેલિજન્સ" પી. વમળ, એ હકીકત દ્વારા વધુ ચિહ્નિત થયેલ છે કે પોષક તત્ત્વોના છૂટાછવાયા પેચો શોધતી વખતે તીડના ઝુંડ પણ વિભાજિત થઈ શકે છે અને ફરી જોડાઈ શકે છે. પેટર્ન રચના અને સામાજિક વર્તણૂકો પી. વમળ એ એક સામાજિક સુક્ષ્મસજીવો છેઃ જ્યારે વૃદ્ધિની પરિસ્થિતિઓમાં ઉગાડવામાં આવે છે જે સખત સપાટીઓ જેવા કુદરતી વાતાવરણની નકલ કરે છે ત્યારે તે નોંધપાત્ર જટિલ અને ગતિશીલ રચનાઓ (આકૃતિ 1) સાથે 109-1012 કોષોની વસાહતો બનાવે છે. મોટા સહકારીનો ભાગ હોવાને કારણે, બેક્ટેરિયા ખાદ્ય સંસાધનો માટે વધુ સારી રીતે સ્પર્ધા કરી શકે છે અને એન્ટીબેક્ટેરિયલ હુમલાઓથી સુરક્ષિત રહી શકે છે. પ્રયોગશાળાની વૃદ્ધિની પરિસ્થિતિઓમાં, અન્ય સામાજિક બેક્ટેરિયાની જેમ, પી. વમળ વસાહતો કોષના તફાવત અને કાર્ય વિતરણ સાથે બહુ-કોષીય જીવતંત્રની જેમ વર્તે છે. પી. વમળ ગાઢ બેક્ટેરિયાના વિશેષ સમૂહો પેદા કરવાની તેની ક્ષમતા દ્વારા ચિહ્નિત થયેલ છે જે પાછળના કોષોમાંથી મોકલવામાં આવેલા પ્રતિકારક કેમોટેક્ટિક સંકેતો દ્વારા આગળ ધપાવવામાં આવે છે. આ ફરતા સમૂહોને વોર્ટીસ (આકૃતિ 2) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જે વસાહતને વિસ્તૃત કરવાનો માર્ગ મોકળો કરે છે. વોર્ટીસ ખાસ મોડ્યુલર સંસ્થા (આકૃતિ 1) સાથે વસાહતોના બિલ્ડિંગ બ્લોક્સ તરીકે કામ કરે છે. આવા જટિલ સહકારી સાહસોને પૂર્ણ કરવા માટે ભાષાવિજ્ઞાનના અર્થપૂર્ણ અને વ્યવહારિક પાસાઓ સહિત અત્યાધુનિક કોષ-કોષ સંચારની જરૂર પડે છે. વિવિધ રાસાયણિક સંકેતોનો ઉપયોગ કરીને એકબીજા સાથે વાતચીત કરતા, બેક્ટેરિયા વસ્તીના કદ, વિવિધ સ્થળોએ વ્યક્તિગત પર્યાવરણીય માપન, તેમની આંતરિક સ્થિતિ અને તેમના ફેનોટાઇપિક અને એપિજેનેટિક ગોઠવણો સંબંધિત માહિતીનું આદાનપ્રદાન કરે છે. બેક્ટેરિયા સામૂહિક રીતે પર્યાવરણને સમજે છે અને સંબંધિત માહિતી એકત્રિત કરવા અને તેનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે વિતરિત માહિતી પ્રક્રિયાને અમલમાં મૂકે છે. માહિતીનો ઉપયોગ પછી બેક્ટેરિયા દ્વારા કાર્યોનું પુનઃવિતરણ કરતી વખતે વસાહતને ફરીથી આકાર આપવા માટે અને કોષના એપિજેનેટિક તફાવતો માટે, સામૂહિક નિર્ણય લેવા માટે અને સ્પર્ધાત્મક વાતાવરણમાં ખીલવા માટે જરૂરી સંરક્ષણ અને આક્રમક પદ્ધતિઓને ચાલુ અને બંધ કરવા માટે કરવામાં આવે છે, જે બેક્ટેરિયાની સામાજિક બુદ્ધિ તરીકે ગણી શકાય. પેનીબેસિલસ વમળનો જીનોમ ક્રમ પી. વમળનો જીનોમ ક્રમ હવે ઉપલબ્ધ છે [જેનબેંકઃ ADHJ00000000]. જિનોમને 454 લાઇફ સાયન્સિસ અને ઈલુમિનાનો ઉપયોગ કરીને સંકર અભિગમ દ્વારા અનુક્રમિત કરવામાં આવ્યો હતો, જેમાં બે પદ્ધતિઓ વચ્ચેની 99.8% અનુક્રમ ઓળખ સાથે કુલ 289X કવરેજ પ્રાપ્ત થયું હતું. અનુક્રમણિકાના પરિણામોને ઇ. એમ. બી. એલ.-ઇ. બી. આઈ. [એરેએક્સપ્રેસઃ ઇ-એમ. ઇ. એક્સ. પી.-3019 જે કોડિંગ અને બિન-કોડિંગ ક્ષેત્રોનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે તેને સબમિટ કરેલી કસ્ટમ ડિઝાઇન એજિલેન્ટ માઇક્રોએરે એક્સપ્રેશન ચિપનો ઉપયોગ કરીને માન્ય કરવામાં આવ્યા હતા. પી. વોર્ટેક્સ જિનોમના વિશ્લેષણમાં 6,437 ઓપન રીડિંગ ફ્રેમ્સ (ઓઆરએફ) અને 73 નોન-કોડિંગ આરએનએ જનીનો બહાર આવ્યા હતા. વિશ્લેષણમાં ઉત્સેચકો અને પ્રોટીએઝની સંપત્તિ તેમજ સૂક્ષ્મજીવોની વિશાળ શ્રેણીને અસર કરતા વિવિધ પ્રકારના એન્ટિમાઇક્રોબાયલ પદાર્થોનું ઉત્પાદન કરવાની પી. વમળ ક્ષમતાનું પણ અનાવરણ કરવામાં આવ્યું હતું. આ અદ્યતન સંરક્ષણ અને આક્રમક વ્યૂહરચનાઓનો કબજો પેનીબેસિલસ વમળને કૃષિ, તબીબી, ઔદ્યોગિક અને બાયોફ્યુઅલ કાર્યક્રમો માટે ઉપયોગી જનીનોના સમૃદ્ધ સ્રોત તરીકે પ્રસ્તુત કરે છે. તુલનાત્મક જીનોમિક્સ અને સામાજિક-બુદ્ધિ સ્કોર તુલનાત્મક જીનોમિક વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે વિજાતીય અને સ્પર્ધાત્મક વાતાવરણમાં સફળ બેક્ટેરિયામાં ઘણીવાર વ્યાપક સિગ્નલ ટ્રાન્સડક્શન અને નિયમનકારી નેટવર્ક હોય છે. 500 સંપૂર્ણ બેક્ટેરિયલ જીનોમના ડેટાસેટ સાથે વિગતવાર તુલનાત્મક જીનોમિક વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે પી. વમળમાં સિગ્નલ ટ્રાન્સડક્શન જનીનોની ત્રીજી સૌથી વધુ સંખ્યા છે, જે અન્ય બે પેનીબેસિલસ પ્રજાતિઓ, પેનીબેસિલસ એસપી કરતા થોડી ઓછી છે. જે. ડી. આર.-2 અને પેનીબેસિલસ એસપી. Y412MC10. તુલનાત્મક જીનોમિક વિશ્લેષણમાં વધુમાં બહાર આવ્યું છે કે આ ત્રણ પેનીબેસિલસ પ્રજાતિઓ પણ તમામ 500 અનુક્રમિત બેક્ટેરિયામાં સૌથી વધુ "સામાજિક-બુદ્ધિઆંક" ધરાવે છે, જે સરેરાશ કરતાં 3 પ્રમાણભૂત વિચલનોથી વધુ છે. સ્કોર એવા જનીનોની સંખ્યા પર આધારિત છે જે પર્યાવરણીય માહિતી (બે-ઘટક અને અનુલેખન-પરિબળ જનીનો) પર વાતચીત કરવા અને પ્રક્રિયા કરવા, નિર્ણયો લેવા અને અન્ય સુક્ષ્મસજીવો સાથે રાસાયણિક યુદ્ધ દરમિયાન જરૂરી આક્રમક (ઝેરી) અને રક્ષણાત્મક (તટસ્થ) એજન્ટોનું સંશ્લેષણ કરવા માટે બેક્ટેરિયાની ક્ષમતાઓ ધરાવે છે. આ રીતે વ્યાખ્યાયિત, સામાજિક-બુદ્ધિઆંક સામાજિક બુદ્ધિ માટે જીનોમ ક્ષમતાનું માપ પ્રદાન કરે છે, તેથી તે બેક્ટેરિયાની સામાજિક બુદ્ધિની અનુભૂતિ કરવામાં મદદ કરે છે. સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ પેનીબેસિલસ વમળ બેક્ટેરિયમ બનાવતી પેટર્નનો જીનોમ ક્રમ જટિલ વાતાવરણમાં સમૃદ્ધ થવાની સંભાવના દર્શાવે છે. પ્રો. એશેલ બેન-જેકોબનું હોમ પેજ 1994માં વર્ણવેલ બેક્ટેરિયા બેક્ટેરિયલ આર્ટ પેનીબેસીલેસી બેક્ટેરિયાની સામાજિક બુદ્ધિની અનુભૂતિ