Fibrolytic bacterium
ஃபைப்ரோலிடிக் பாக்டீரியாக்கள் நுண்ணுயிரிகளின் குழுவை உருவாக்குகின்றன, அவை சிக்கலான தாவர பாலிசாக்கரைடுகளை செயலாக்க முடியும், அவை செல்லுலோலிடிக் மற்றும் ஹெமிஸெல்லுலோலிடிக் என்சைம்களை ஒருங்கிணைக்கும் திறனைக் கொண்டுள்ளன. தாவர செல்லுலார் செல் சுவர்களில் பாலிசாக்கரைடுகள் ஒரு சிறிய நார் வடிவத்தில் உள்ளன, அங்கு அவை முக்கியமாக செல்லுலோஸ் மற்றும் ஹெமிஸெல்லுலோஸால் ஆனவை. செல்லுலேஸ்களாக வகைப்படுத்தப்படும் ஃபைப்ரோலிடிக் என்சைம்கள், தாவர பாலிசாக்கரைடுகளில் உள்ள β (1-> 4) பிணைப்புகளை நீராற்பகுக்க முடியும். செல்லுலேஸ் மற்றும் ஹெமிஸெல்லுலேஸ் (சைலானேஸ் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது) இந்த நொதிகளின் இரண்டு முக்கிய பிரதிநிதிகள். உயிரியல் பண்புகள் ஃபைப்ரோலிடிக் பாக்டீரியா கிளைகோலிசிஸ் மற்றும் பெண்டோஸ் பாஸ்பேட் பாதையை முக்கிய வளர்சிதை மாற்ற பாதைகளாக பயன்படுத்துகிறது, இது ஆற்றல் மற்றும் கார்பன் முதுகெலும்புகளைப் பெறுவதற்காக கார்போஹைட்ரேட்டுகளை கேடபாலைஸ் செய்கிறது. அவை அம்மோனியாவை நைட்ரஜனின் முக்கிய மற்றும் நடைமுறையில் பிரத்யேக ஆதாரமாக பயன்படுத்துகின்றன, மேலும் அவற்றின் வளர்ச்சிக்கு பல பி-வைட்டமின்கள் தேவைப்படுகின்றன. அவை பெரும்பாலும் அவற்றின் சில ஊட்டச்சத்துக்களைப் பெற மற்ற நுண்ணுயிரிகளை நம்பியுள்ளன. அவற்றின் வளர்ச்சி விகிதம் மெதுவாகக் கருதப்பட்டாலும், கணிசமான அளவு குறுகிய சங்கிலி கொழுப்பு அமிலங்கள் (ஐசோபியூட்டிரிக் மற்றும் ஐசோவலெரிக்) முன்னிலையில் அதை மேம்படுத்தலாம். இந்த சேர்மங்கள் பொதுவாக பிற நுண்ணுயிரிகளின் அமினோ அமில நொதித்தல் செயல்பாட்டின் விளைவாக உருவாக்கப்படுகின்றன. அவற்றின் வாழ்விட நிலைமைகள் காரணமாக, பெரும்பாலான ஃபைப்ரோலைடிக் பாக்டீரியாக்கள் காற்றில்லா தன்மை கொண்டவை. செல்லுலோலிடிக் சமூகங்கள் பெரும்பாலான ஃபைப்ரோலிடிக் பாக்டீரியாக்கள் பாக்டீரியோடோட்டா அல்லது பேசிலோட்டா என வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளன, மேலும் பல்வேறு உருவவியல் மற்றும் உடலியல் பண்புகளைக் கொண்ட பல பாக்டீரியா இனங்கள் இதில் அடங்கும். அவை பொதுவாக பொதுவான இனங்கள், அவை வெவ்வேறு பூச்சி மற்றும் பாலூட்டி இனங்களுடன் ஒரு சிம்பயாடிக் உறவைக் கொண்டுள்ளன, அவற்றின் இரைப்பை குடல் தாவரங்களின் முக்கிய கூறுகளில் ஒன்றாகும். உண்மையில், தாவர உண்ணிகளில் ஒவ்வொரு மில்லிலிட்டர் ருமினல் உள்ளடக்கமும் பல்வேறு வகையான இனங்கள் மற்றும் இனங்களின் சுமார் 50 மில்லியன் பாக்டீரியாவை அடைய முடியும். . பல்வேறு துறைகளில் தாவர இழைகளின் தொழில்துறை செயலாக்கத்தின் முக்கியத்துவத்தைக் கருத்தில் கொண்டு, பல்வேறு விலங்குகளின் இரைப்பை குடல் பாதையில் உள்ள ஃபைப்ரோலிடிக் சமூகங்களின் மரபணு பகுப்பாய்வு, சிக்கலான பாலிசாக்கரைடுகளின் (லிக்னோசெல்லுலிடிக் பயோமாஸ் உட்பட) மாற்றத்திற்கான புதிய உயிரி தொழில்நுட்ப கருவிகளை வழங்கக்கூடும். பயன்பாடுகள் இதுவரை, பெரும்பாலான பயன்பாடுகள் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட வகையான செல்லுலேஸ்களைக் கொண்ட நொதி நீரிய கரைசல்களைப் பயன்படுத்தி செய்யப்படுகின்றன. தொழில்துறை பயன்பாட்டிற்கான நொதி உற்பத்தி பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டின் இறுதியில் டென்மார்க் மற்றும் ஜப்பானில் தோன்றியது. ஒரு நொதி என்பது ஒரு செல்லுலார் தயாரிப்பு ஆகும், இது விலங்கு மற்றும் காய்கறி திசுக்களிலிருந்து அல்லது தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட நுண்ணுயிரிகளின் உயிரியல் செயல்பாட்டின் மூலம் பெறப்படலாம். என்சைம்கள் பின்னர் பல்வேறு தொழில்துறை செயல்முறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்கான நொதி தீர்வுகளை உற்பத்தி செய்ய, முதலில் அவற்றை அதிக அளவில் பெறுவது அவசியம், பின்னர் அவற்றை ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிற்கு சுத்திகரிக்க வேண்டும்; இது உற்பத்தி செயல்முறையை நீண்டதாகவும் விலையுயர்ந்ததாகவும் ஆக்குகிறது. ஒரு சாத்தியமான மாற்று நுண்ணுயிர் சமூகங்களுடன் பணிபுரிவது, இது செயல்முறையை குறுகியதாகவும் மலிவானதாகவும் ஆக்குகிறது. இருப்பினும், நொதி தீர்வுகளைப் பயன்படுத்துவதை விட பாக்டீரியா சமூகங்களுடன் பணிபுரியும் போது செயல்முறைக் கட்டுப்பாடு மிகவும் கடினம். பொதுவான பயன்பாடுகள் 1980 களின் முற்பகுதியில், ஃபைப்ரோலிடிக் பாக்டீரியாவால் உற்பத்தி செய்யப்படும் என்சைம்கள் கால்நடை உணவில் இணைக்கப்பட்டன. இது அவர்கள் உண்ணும் தீவனத்திலிருந்து அதிக ஆற்றலைப் பெற அனுமதித்தது, லிக்னோசெல்லுலோசிக் பொருளின் பகுதி செரிமானத்திற்கு நன்றி. உணவு பதப்படுத்தும் தொழில்துறையிலும், பழங்கள் மற்றும் காய்கறிகளின் சாறுகளை வடிகட்டுவதிலும், சமையல் எண்ணெய் பிரித்தெடுப்பதிலும், பேக்கிங் செய்வதிலும் அவை முக்கியத்துவம் பெற்று வருகின்றன. மேலும், இந்த வகையான என்சைம்களின் பயன்பாடு படிப்படியாக ஜவுளி மற்றும் சலவைத் தொழிலுக்கு விரிவுபடுத்தப்பட்டது, அங்கு அவை துணிகளின் தீவிர நீல நிறத்தை மங்கச் செய்வதற்கும் மேலும் மங்கலான தோற்றத்தை வழங்குவதற்கும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இரசாயனத் தொழில்துறையில், இந்த என்சைம்கள் புதிய சவர்க்காரம் மற்றும் கழுவுதல் திரவங்களின் வளர்ச்சியை அனுமதித்துள்ளன; காகிதத் தொழில்துறையில் அவை ப்ளீச்சிங் செயல்முறைகளில் மிக முக்கியமான பங்கைக் கொண்டுள்ளன, நச்சுத்தன்மையைக் குறைக்கின்றன மற்றும் அதிக சிக்கனமானவை; உயிரித் தொழில்நுட்ப ஆராய்ச்சியில், ஃபைப்ரோலிடிக் என்சைம்களிலிருந்து செல்லுலோஸ் பிணைப்பு களங்களைப் பயன்படுத்துவது மறுசீரமைப்பு புரதங்களின் சுத்திகரிப்பை அனுமதித்துள்ளது. ஆற்றல் பயன்பாடுகள் ஃபைப்ரோலிடிக் பாக்டீரியாக்கள் பயோமாஸ் சீரழிவு மூலம் புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி உற்பத்தியில் முக்கிய பங்கு வகிக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. உயிரி தொழில்நுட்பத்தின் முக்கிய நோக்கங்களில் ஒன்று, உமிழ்வைக் குறைக்கும் நோக்கத்துடன் உயிரி எரிபொருள் உற்பத்தி ஆகும், ஏனெனில் தாவரப் பொருட்களிலிருந்து பெறப்படும் உயிரி எரிபொருள்கள் ஒட்டுமொத்த வளிமண்டல உள்ளீட்டிற்கு பங்களிக்காது. செல்லுலோலிடிக் மூலத்தின் உயிரி எரிபொருள்களின் எரிப்பின் போது வெளிப்படும் வாயு காய்கறி வளர்ச்சியில் மீண்டும் உறிஞ்சப்படும், அதனால்தான் இது சுற்றுச்சூழல் தாக்கத்தை மிகவும் எதிர்மறையாக ஏற்படுத்தாது. ஃபைப்ரோலிடிக் மரபணுக்கள் மற்றும் ஃபைப்ரோலிடிக் பாக்டீரியாவின் கண்டுபிடிப்பு அநேகமாக, சிறந்த ஆய்வு செய்யப்பட்ட ஃபைப்ரோலிடிக் சமூகம் ருமினண்ட்களின் ருமேனில் ஒன்றாகும். இருப்பினும், பூச்சிகள் முதல் மெல்லுடலிகள் வரை காய்கறி இழைகளை சிதைக்கக்கூடிய பிற உயிரினங்கள் உள்ளன, அவை அனைத்தும் வெவ்வேறு நுண்ணுயிர் குறியீடுகளின் செயல்பாட்டின் காரணமாக அதைச் செய்ய முடியும். காய்கறி இழைகள் மற்றும் தொடர்புடைய பயன்பாடுகளின் தொழில்துறை மாற்ற செயல்முறைகளை மேம்படுத்துவதற்காக புதிய மற்றும் திறமையான என்சைம்கள் மற்றும் சிறப்பு பாக்டீரியா சமூகங்களைக் கண்டறிவது அவசியம். ஃபைப்ரோலிடிக் பாக்டீரியாவிலிருந்து மரபணுக்கள் மற்றும் மரபணுக்களைக் கண்டுபிடிப்பதற்கான முக்கிய படிகளை அடுத்து விவரிக்கிறோம். ருமினண்ட்களில் உள்ள இரைப்பை குடல் துவாரங்களிலிருந்து ஃபைப்ரோலிடிக் பாக்டீரியாவைப் பெறுவதற்கான முதல் படி, அதிக செல்லுலோஸ் உள்ளடக்கம் கொண்ட தீவனத்தைக் கொண்ட நைலான் பையை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் ஒரு பசுவின் ருமேனுக்குள் இலக்கு சமூகங்களின் கலாச்சாரம் ஆகும் (எடுத்துக்காட்டாக, பானிகம் விர்காட்டம்). முதுகெலும்புக்கு ஒரு துளை அறுவைசிகிச்சை மூலம் செய்யப்படுகிறது, இதனால் ஒரு டாம்பன் வழியாக வெளியில் இருந்து ருமேன் கிடைக்கிறது, இது ஃபிஸ்துலாவை மூடுவதைத் தவிர்க்கிறது. நைலான் பை ருமேன் 72 மணி நேரத்தில் அடைகாக்கப்படுகிறது. அடைகாக்கப்பட்ட பிறகு, காய்கறி இழைகளுடன் ஒட்டிக்கொண்டிருக்கும் நுண்ணுயிரிகளை ருமினல் திரவத்தில் தொங்கிக்கொண்டிருக்கும் நுண்ணுயிரிகளிலிருந்து பிரிப்பது முக்கியம். நுண்ணுயிர் சமூகத் தனித்துவத்தின் பகுப்பாய்வு மாதிரியில் உள்ள சமூகத்தின் தனித்துவத்தை பகுப்பாய்வு செய்ய, மாதிரியின் சிறிய துணை அலகு ரைபோசோமல் ஆர்என்ஏவின் வரிசைகளின் பன்முகத்தன்மையை ஒரு குறிப்பு மாதிரியுடன் ஒப்பிடலாம். மாதிரியின் டிஎன்ஏ பிரித்தெடுத்தல் மற்றும் சுத்திகரிக்கப்பட்ட பிறகு, சிறிய ரைபோசோமல் துணைக்குழுவின் மரபணுக்களை பெருக்க பி. சி. ஆர் குழம்பு நுட்பம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பின்னர் ஒவ்வொரு பெருக்கியும் பைரோசீக்வென்சிங் நுட்பத்துடன் வரிசைப்படுத்தப்படுகிறது. ஓ. டி. யு. எஸ் (செயல்பாட்டு வகைபிரித்தல் அலகுகள்) வரையறுக்க, வரிசைகளை நாம் பெற்றவுடன், அவை ஒற்றுமையின் அளவைப் பொறுத்து ஒப்பிடப்பட்டு தொகுக்கப்பட வேண்டும்-இவை பைலோஜெனெட்டிகல் நெருக்கமான உயிரினங்களைச் சேர்ந்த வரிசைகளின் குழுக்கள். இரண்டு மாதிரிகளின் ஓ. டி. யு. எஸ்-ஐ ஒப்பிடுகையில், இரண்டு நுண்ணுயிர் சமூகங்களின் வேறுபாடுகளையும் மதிப்பிட முடியும். மெட்டாஜெனோமிக் வரிசைமுறை லிக்னோசெலுலிடிக் மரபணுக்களின் வரிசைகளைப் பெறுவதற்காக ஒரு துல்லியமான மெட்டஜெனோமிக் பகுப்பாய்வு செய்யப்படுகிறது. மாதிரியின் முழு டிஎன்ஏவின் வரிசைமுறை மற்றும் அசெம்பிளி மாதிரியின் மெட்டஜெனோமை வழங்குகிறது. கார்போஹைட்ரேட் செயலில் உள்ள மரபணுக்களைக் கண்டறிதல் ஃபைப்ரோலிடிக் செயல்பாட்டைக் கொண்ட புரதங்களை குறியாக்கம் செய்யும் மரபணுக்களை அடையாளம் காண்பது இரண்டு படிகளில் செய்யப்படுகிறது. முதலில், ஒரு உயிர் தகவலியல் பகுப்பாய்வு செய்யப்படுகிறது. மெட்டஜெனோமிக் பகுப்பாய்வில் பெறப்பட்ட வரிசைகள் அறியப்பட்ட ஃபைப்ரோலிடிக் புரதங்களின் மரபணு வரிசைகளுடன் ஒப்பிடப்படுகின்றன (எடுத்துக்காட்டாக தரவு அடிப்படையிலான கார்போஹைட்ரேட் ஆக்டிவ் என்சைம்களில் (CAZy) இருக்கும் வரிசைகள்). இந்த முதல் கட்டத்தில் கேண்டிடேட் மரபணுக்களின் எண்ணிக்கை கணிசமாகக் குறைக்கப்படுகிறது, இவை அடுத்த கட்டத்தில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இரண்டாவது கட்டத்தில், புரத வெளிப்பாட்டிற்கான ஒரு நூலகம் கட்டப்பட்டுள்ளது. வெளிப்பாடு திசையன்கள் E.coli இல் அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் இந்த பாக்டீரியாவின் வளர்ச்சிக்குப் பிறகு சூப்பர்னாடன்ட் வெவ்வேறு அடி மூலக்கூறுகளில் உயிர்வேதியியல் செயல்பாட்டிற்காக சோதிக்கப்படுகிறது. ஃபைப்ரோலிடிக் நுண்ணுயிரிகளின் அடையாளம் கண்டறியப்பட்ட நொதிகள் எந்த நுண்ணுயிரிகளைச் சேர்ந்தவை என்பதை அடையாளம் காணவும், மெட்டாஜெனோம் அசெம்பிளி சரியானதா என்பதைச் சரிபார்க்கவும், மாதிரியிலிருந்து பல்வேறு வகையான பாக்டீரியாவைப் பிரிப்பது ப்ளோவ் சைட்டோமெட்ரி மூலம் செய்யப்படலாம். ஃப்ளோரோக்ரோம்களுடன் பெயரிடப்பட்ட குறிப்பிட்ட ஆன்டிபாடிகளின் பயன்பாடு வெவ்வேறு பைலோஜெனெடிக் குழுக்களைச் சேர்ந்த மாதிரியின் வெவ்வேறு உயிரணு வகைகளை பிரிக்க உதவுகிறது. இந்த நுட்பம் ஃப்ளோரசன்ஸ் ஆக்டிவேட்டட் செல் ஸார்டிங் (எஃப்ஏசிஎஸ்) என்று அழைக்கப்படுகிறது. பல்வேறு வகையான பாக்டீரியாக்கள் பிரிக்கப்பட்டவுடன், அவற்றின் மரபணுக்கள் வரிசைப்படுத்தப்பட்டு மெட்டஜெனோமிக் பகுப்பாய்வின் சரிபார்ப்பு செய்யப்படலாம். வெளிப்புற இணைப்புகள் www.sciencemag.org குறிப்புகள் தொழில்துறை நுண்ணுயிரியலாளர்ஃ லெஸ் கிளிகோசில் ஹிட்ரோலேஸ்கள், புரோட்டியேஸ்கள் ஐ லிபேஸ்கள் டி. போன்ஸ் நொயோலா, ஓ. பெரெஸ் அவலோஸ். உயிரியல் தொழில்நுட்பத் துறைத் தலைவர் ஆர். எல். பால்ட்வின், எம். ஜே. அலிசன். ருமேன் வளர்சிதை மாற்றம். விலங்கியல் அறிவியல் இதழ் 1983. 57:461-477 அறிமுகப்படுத்தல் ஒரு லா டைஜெஸ்டியன் ரூமினல் Rev.Fac. அக்ரன். லூஸ். தொகுதி 15 நவம்பர் 1 முண்டோ கணடெரோ. மாண்ட்ரிட்டில் உள்ள எஸ். ஏ., யூமெடியா நகரைச் சேர்ந்த ஒரு மனிதர். சி/கிளாடியோ கோயல்லோ, 16. 28001 மேட்ரிட் "குடல் பாக்டீரியாவால் பாலிசாக்கரைடு பயன்பாடுஃ மரபணு பகுப்பாய்விலிருந்து புதிய நுண்ணறிவுகளுக்கான திறன்" ஹாரி ஜே. ஃபிளின்ட், எட்வர்ட் ஏ. பேயர், மார்கோ டி. ரின்கன், ரபேல் லேமட் மற்றும் பிரையன் ஏ. வெள்ளை. நேச்சர் எல் ஃபெப்ரர் டி 2008 பாக்டீரியாவை மறுபரிசீலனை செய்யுங்கள்