Mycobacterium smegmatis
مائیکوبیکٹیریم سمیگمیٹس فائیلم ایکٹینومیسیٹوٹا اور جینس مائیکوبیکٹیریم میں تیزاب تیز بیکٹیریا کی ایک نوع ہے۔ یہ بیسلس کی شکل کے ساتھ 3.0 سے 5.5 مائیکرو میٹر لمبا ہوتا ہے اور اسے زیل نیلسن طریقہ اور اورامائن روڈامین فلوروسینٹ طریقہ سے داغدار کیا جا سکتا ہے۔ اس کی اطلاع سب سے پہلے نومبر 1884 میں لسٹ گارٹن نے دی تھی، جس نے سفلیٹک چانکریس میں ٹیوبرکل بیسلی کے داغدار ظہور کے ساتھ ایک بیسلس پایا۔ اس کے بعد، الواریز اور ٹاویل نے لوسٹ گارٹن کے بیان کردہ حیاتیات سے ملتے جلتے حیاتیات کو عام جننانگ کے سراو (سمیگما) میں بھی پایا۔ اس جاندار کو بعد میں ایم۔ سمیگمیٹس کا نام دیا گیا۔ جینس مائیکوبیکٹیریم کی کچھ انواع کا نام حال ہی میں مائیکولکبیکٹیریم رکھ دیا گیا ہے، تاکہ ایم۔ سمیگمیٹس اب مائیکولکبیکٹیریم سمیگمیٹس ہو جائے۔ ایم۔ سمیگمیٹس، جسے پہلے غیر متحرک جاندار سمجھا جاتا تھا، ایک سلائڈنگ میکانزم کا استعمال کرتا ہے جو اسے اپنے ماحول میں گھومنے کی اجازت دیتا ہے۔ ہنریچسن نے اس کی تعریف اس طرح کی ہے، "ایک قسم کی سطح کی منتقلی جو خلیوں کی خصوصی سطح کی خصوصیات کے ساتھ مل کر بڑھتی ہوئی کلچر میں وسیع قوتوں کے ذریعہ پیدا ہوتی ہے جس کے نتیجے میں سیل اور سبسٹریٹ کے درمیان رگڑ کم ہوتی ہے۔" بنیادی طور پر، بیکٹیریا ایک واحد پرت والی شیٹ بناتے ہیں اور فلیجیلا یا پیلی جیسے کسی بیرونی خلیے کے ڈھانچے کے استعمال کے بغیر آہستہ آہستہ ایک ساتھ حرکت کرنے کے قابل ہوتے ہیں۔ اگرچہ اس بات کا قطعی تعین نہیں کیا گیا ہے کہ یہ طریقہ کار کس طرح کام کرتا ہے، ایم۔ سمیگمیٹس کی منفرد خلیے کی دیوار (شکل 1) کی سطح کی خصوصیات ایک کردار ادا کرتی پائی گئی ہیں۔ مثال کے طور پر، یہ سلائڈنگ کی صلاحیت سیل وال کے بیرونی حصے پر گلائکوپیٹیڈولیپیڈز (جی ایل پی) کی موجودگی سے منسلک ہے۔ جی ایل پی ایمفی فیلک مالیکیول ہوتے ہیں جو ممکنہ طور پر سطح کے تعاملات کو کم کر سکتے ہیں یا ایک کنڈیشنگ فلم بنا سکتے ہیں جو حرکت کی اجازت دیتی ہے۔ اگرچہ سلائڈنگ میں جی ایل پیز کا صحیح کردار معلوم نہیں ہے، لیکن ان کے بغیر ایم۔ سمیگمیٹس میں ٹرانسلوکیٹ کرنے کی صلاحیت نہیں ہے۔ وائرل ایم۔ سمیگمیٹس کو عام طور پر غیر پیتھوجینک مائکروجنزم سمجھا جاتا ہے ؛ تاہم، کچھ بہت ہی کم صورتوں میں، یہ بیماری کا سبب بن سکتا ہے۔ تحقیق میں استعمال مائیکوبیکٹیریم سمیگمیٹس لیبارٹری کے تجربات میں دیگر مائیکوبیکٹیریا پرجاتیوں کے تحقیقی تجزیے کے لیے مفید ہے۔ ایم۔ سمیگمیٹس عام طور پر مائیکوبیکٹیریم جینس پر کام میں استعمال ہوتا ہے کیونکہ یہ ایک "تیز کاشت کار" اور غیر پیتھوجینک ہے۔ ایم۔ سمیگمیٹس ایک سادہ ماڈل ہے جس کے ساتھ کام کرنا آسان ہے، یعنی تیزی سے دوگنا ہونے والے وقت کے ساتھ اور صرف بائیو سیفٹی لیول 1 لیبارٹری کی ضرورت ہوتی ہے۔ پیتھوجینک پرجاتیوں کے ساتھ کام کرنے کے لیے درکار وقت اور بھاری بنیادی ڈھانچے نے محققین کو مائیکوبیکٹیریل پرجاتیوں کے ماڈل کے طور پر ایم۔ سمیگمیٹس کو استعمال کرنے پر آمادہ کیا۔ مائیکوبیکٹیریم سمیگمیٹس ایم۔ تپ دق اور دیگر مائیکوبیکٹیریل پرجاتیوں کی ایک ہی مخصوص سیل وال ڈھانچہ کا اشتراک کرتا ہے۔ یہ کاربن مونو آکسائیڈ کو ایروبک طور پر آکسائڈائز کرنے کی بھی صلاحیت رکھتا ہے، جیسا کہ ایم۔ تپ دق ہے۔ بیکٹیریل سراو کے نظام خصوصی پروٹین کمپلیکس اور راستے ہیں جو بیکٹیریل پیتھوجینز کو اپنے خلیوں کی جھلیوں میں پروٹین کا سراغ لگانے اور بالآخر خلیوں کی میزبانی کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ یہ اثر انگیز پروٹین اہم وائرل عوامل ہیں، جو پیتھوجین کو میزبان کے اندر زندہ رہنے کی اجازت دیتے ہیں۔ مخصوص سراو کے نظام کی بہت سی مختلف قسمیں ہیں، اور ایم۔ تپ دق میں ایس این ایم (مائیکوبیکٹیریا میں سراو) پروٹین سراو کا نظام ہوتا ہے۔ اگرچہ ایس این ایم سراو کا نظام ایم۔ تپ دق کے وائرس کا تعین کرنے میں کلیدی حیثیت رکھتا ہے، لیکن تمام مائیکوبیکٹیریا میں اس نظام کے اجزاء کو انکوڈنگ کرنے والے جین ہوتے ہیں۔ جینوم کے اس حصے کو آر ڈی 1 لوکس کہا جاتا ہے۔ ایم۔ سمیگمیٹس عام طور پر ایس این ایم سراو کا مطالعہ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے کیونکہ اس کی جینیاتی مماثلت اور ایم۔ تپ دق سے مشابہت کے ساتھ ساتھ لیب میں بڑھنے میں آسانی ہوتی ہے۔ تحقیق میں اس کا اطلاق کیسے کیا جا سکتا ہے اس کی ایک مثال ایس این ایم سراو کے لیے درکار جین مصنوعات کی شناخت ہے۔ ایم۔ سمیگمیٹس کے آر ڈی 1 لوکس میں جینوں کو باہر نکال کر اور جین ناک آؤٹ سے پہلے اور بعد میں ایس این ایم سراو کی کارکردگی کی جانچ کر کے، ایس این ایم سراو کے لیے مخصوص جینوں کی شناخت ضروری کے طور پر کی جا سکتی ہے۔ ان نتائج کا اطلاق ایم۔ تپ دق کے ایس این ایم سراو کے نظام پر کیا جا سکتا ہے۔ مائیکوبیکٹیریم سمیگمیٹس زیادہ تر مصنوعی یا پیچیدہ لیبارٹری میڈیا میں آسانی سے کاشت کیا جا سکتا ہے، جہاں یہ 3 سے 5 دنوں میں نظر آنے والی کالونیاں بنا سکتا ہے۔ یہ خصوصیات اسے ایم۔ تپ دق اور دیگر مائیکوبیکٹیریل پیتھوجینز کے لیے ایک بہت ہی پرکشش نمونہ جاندار بناتی ہیں۔ ایم۔ سمیگمیٹس ایم سی 2155 کو مائیکوبیکٹریوفیج کی کاشت کے لیے بھی استعمال کیا جاتا ہے۔ بجلی کی پیداوار بہت سے دوسرے بیکٹیریا کی طرح، ایم۔ سمیگمیٹس ماحول میں ہائیڈروجن کی ٹریس سطح کو توانائی کے ذریعہ کے طور پر استعمال کرنے کے لیے جانا جاتا ہے۔ 2023 میں، محققین نے ایم۔ سمیگمیٹس سے ایک ہائیڈروجنز نکالنے کی اطلاع دی جسے ہک کہا جاتا ہے، جو ہائیڈروجن گیس کو آکسائڈائز کرنے میں انتہائی موثر ہے-اور اس طرح برقی کرنٹ پیدا کرتا ہے-جبکہ آکسیجن کی موجودگی کے لیے بھی بے حس ہوتا ہے، جو عام طور پر اتپریرک کو روکتا ہے۔ یہ دریافت سبز توانائی کے لیے اہم امکانات پیش کرتی ہے۔ جینیات اور جینومکس ایم۔ سمیگمیٹس کے متعدد تناؤ کے جینومز کو ٹی آئی جی آر اور دیگر لیبارٹریوں کے ذریعے ترتیب دیا گیا ہے، جن میں "وائلڈ ٹائپ" (ایم سی 2 155) اور کچھ اینٹی بائیوٹک مزاحم تناؤ (4 ایکس آر 1/آر 2) شامل ہیں۔ تناؤ mc2155 کا جینوم ~ 6,9 ایم بی پی لمبا ہے اور ~ 6400 پروٹین کو انکوڈ کرتا ہے جو بیکٹیریا کے لیے نسبتا بڑا ہے (موازنہ کے لیے، ای کولی کا جینوم تقریبا 4000 پروٹین کو انکوڈ کرتا ہے)۔ یہ انواع ایم۔ تپ دق کے ساتھ 2000 سے زیادہ یکساں جینوں کا اشتراک کرتی ہے اور اس طرح عام طور پر مائیکوبیکٹیریا اور خاص طور پر انتہائی پیتھوجینک ایم۔ تپ دق کا مطالعہ کرنے کے لیے ایک اچھا نمونہ جاندار ہے۔ تاہم، ایم۔ تپ دق میں 19 وائرل جینوں میں سے صرف 12 میں ایم۔ سمیگمیٹس میں ہم جنس ہیں۔ پلازمیڈز، فیجز اور متحرک جینیاتی عناصر کی دریافت نے مخصوص جین کو غیر فعال کرنے اور جین رپورٹر سسٹم کی تعمیر کو قابل بنایا ہے۔ ایم۔ سمیگمیٹس ایم سی 2155 تناؤ ہائپر ٹرانسفارمیبل ہے، اور اب یہ مائیکوبیکٹیریل جینیات کا کام کرنے والا گھوڑا ہے۔ تبدیلی کی تبدیلی ایک ایسا عمل ہے جس کے ذریعے ایک بیکٹیریل خلیہ ڈی این اے کو لیتا ہے جو دوسرے خلیے کے ذریعے آس پاس کے میڈیم میں چھوڑا گیا تھا، اور پھر اس ڈی این اے کو ہومولوگس ریکومبینیشن کے ذریعے اپنے جینوم میں شامل کرتا ہے (تبدیلی (جینیات) دیکھیں)۔ ایم۔ سمیگمیٹس کے تناؤ جن میں خاص طور پر موثر ڈی این اے مرمت کی مشینری ہوتی ہے، جیسا کہ یو وی اور مائٹومیسن سی جیسے ایجنٹوں کے ڈی این اے کو نقصان پہنچانے والے اثرات کے خلاف ان کی زیادہ مزاحمت سے ظاہر ہوتا ہے، تبدیلی سے گزرنے کے قابل ثابت ہوئے۔ اس سے پتہ چلتا ہے کہ ایم۔ سمیگمیٹس میں تبدیلی ڈی این اے کی مرمت کا عمل ہے، ممکنہ طور پر ایک ریکومبنیشنل مرمت کا عمل ہے، جیسا کہ یہ دیگر بیکٹیریل پرجاتیوں میں ہے۔ ایم۔ سمیگمیٹس میں کنجوگیشن کنجوگل ڈی این اے ٹرانسفر کے لیے ڈونر اور وصول کنندہ کے تناؤ کے درمیان مستحکم اور توسیعی رابطے کی ضرورت ہوتی ہے، ڈی این ایز مزاحم ہوتا ہے، اور منتقل شدہ ڈی این اے کو ہومولوگس ریکومبینیشن کے ذریعے وصول کنندہ کے کروموسوم میں شامل کیا جاتا ہے۔ تاہم، معروف ای کولی ایچ ایف آر کنجگیشن سسٹم کے برعکس، ایم سمیگمیٹس میں کروموسوم کے تمام علاقوں کو تقابلی استعداد کے ساتھ منتقل کیا جاتا ہے اور مائیکوبیکٹیریل کنجگیشن پلازمیڈ پر مبنی ہونے کے بجائے کروموسوم ہوتا ہے۔ گرے اور دیگر۔ کنجگیشن کے نتیجے میں والدین کے جینوموں کے کافی مرکب کی اطلاع دی گئی اور اس مرکب کو جنسی پنروتپادن کی مییوٹک مصنوعات میں نظر آنے والی یاد دہانی کے طور پر حوالہ دیا گیا (جنسی پنروتپادن کی ابتدا دیکھیں)۔ ڈی این اے کی مرمت مائیکوبیکٹیریم سمیگمیٹس ڈی این اے کے نقصان کے خلاف مزاحمت کے لیے ڈی این اے کی مرمت کے راستوں پر انحصار کرتا ہے۔ ڈبل اسٹرینڈ بریک خاص طور پر بیکٹیریا کی عملداری کے لیے خطرہ ہیں۔ ایم۔ سمیگمیٹس کے پاس ڈبل اسٹرینڈ بریکس کی مرمت کے لیے تین اختیارات ہیں ؛ ہومولوگس ریکومبینیشن (ایچ آر)، نان ہومولوگس اینڈ جوائننگ (این ایچ ای جے)، اور سنگل اسٹرینڈ اینیلنگ (ایس ایس اے)۔ ایم۔ سمیگمیٹس کا ایچ آر راستہ آئنائزنگ تابکاری اور آکسیڈیٹیو ڈی این اے کے نقصان کے خلاف مزاحمت کا اہم تعین کنندہ ہے۔ اس راستے میں ایک ہی خلیے میں ایک تباہ شدہ کروموسوم اور دوسرے ہم جنس کروموسوم کے درمیان معلومات کا تبادلہ شامل ہوتا ہے۔ یہ ریکا پروٹین پر منحصر ہے جو اسٹرینڈ ایکسچینج کو متحرک کرتا ہے اور اے ڈی این پروٹین جو پریسیناپٹک نیوکلیز کے طور پر کام کرتا ہے۔ ایچ آر ایک درست مرمت کا عمل ہے اور لوگرتھمک نمو کے دوران ترجیحی راستہ ہے۔ ڈبل اسٹرینڈ بریکس کی مرمت کے لیے این ایچ ای جے کے راستے میں ٹوٹے ہوئے سروں کو دوبارہ جوڑنا شامل ہے۔ یہ دوسرے ہم جنس کروموسوم پر منحصر نہیں ہے۔ اس راستے کے لیے کیو پروٹین اور ایک خصوصی پولی فنکشنل اے ٹی پی پر منحصر ڈی این اے لیگیز (لیگیز ڈی) کی ضرورت ہوتی ہے۔ این ایچ ای جے موثر لیکن غلط ہے۔ بلٹ ڈی این اے کی سیلنگ ایک فعال جین کی ترتیب کے اندر ختم ہوتی ہے جو تقریبا 50 فیصد کی اتپریورتن تعدد کے ساتھ ہوتی ہے۔ اسٹیشنری مرحلے کے دوران این ایچ ای جے ترجیحی راستہ ہے، اور یہ ایم۔ سمیگمیٹس کو خشک ہونے کے نقصان دہ اثرات سے بچاتا ہے۔ ایس ایس اے کو مرمت کے راستے کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے جب ڈی این اے میں براہ راست تکرار کے سلسلے کے درمیان ڈبل اسٹرینڈ بریک پیدا ہوتا ہے۔ ایس ایس اے میں سنگل اسٹرینڈ ریسیکشن، ریپیٹس کی اینیلنگ، فلیپ ہٹانا، گیپ فلنگ اور لائیگیشن شامل ہیں۔ ایم۔ سمیگمیٹس میں ایس ایس اے کا راستہ ریک بی سی ڈی ہیلیکیس-نیوکلیز پر منحصر ہے۔ حوالہ جات بیرونی روابط معلومات اور تصویر این سی بی آئی مائیکروبی ویکی پیج سے ایم۔ سمیگمیٹس پر۔ بیک ڈائیو میں مائیکوبیکٹیریم سمیگمیٹس کی قسم کا تناؤ-1899 میں بیان کردہ بیکٹیریل تنوع میٹاڈیٹابیس سمیگمیٹس بیکٹیریا