Geobacter
جیوبیکٹر بیکٹیریا کی ایک نسل ہے۔ جیوبیکٹر پرجاتیاں اینیروبک ریسپریشن بیکٹیریل پرجاتیاں ہیں جن میں ایسی صلاحیتیں ہوتی ہیں جو انہیں بائیو ریمیڈیشن میں مفید بناتی ہیں۔ جیوبیکٹر پہلا جاندار پایا گیا جس میں نامیاتی مرکبات اور دھاتوں بشمول لوہے، تابکار دھاتوں، اور پٹرولیم مرکبات کو ماحولیاتی طور پر نرم کاربن ڈائی آکسائیڈ میں آکسائڈائز کرنے کی صلاحیت تھی جبکہ آئرن آکسائیڈ یا دیگر دستیاب دھاتوں کو الیکٹران قبولیت کے طور پر استعمال کیا گیا تھا۔ جیوبیکٹر کی انواع بھی گریفائٹ الیکٹروڈ پر سانس لینے کے قابل پائی جاتی ہیں۔ وہ مٹی اور آبی تلچھٹ میں انیروبک حالات میں پائے گئے ہیں۔ جیوبیکٹر میٹلریڈیوسینس کو پہلی بار 1987 میں ڈیریک لولی نے واشنگٹن ڈی سی میں دریائے پوٹومیک سے ریت کے تلچھٹ میں الگ کیا تھا۔ پہلے تناؤ کو تناؤ جی ایس-15 سمجھا گیا۔ جیوبیکٹر ایس پی پی۔ اونٹاریو، کینیڈا میں 'بین' اور 'تھورن نارتھ' رنگ کے نمونوں میں میتھانوٹروفس، جیسے کینڈیڈیٹس میتھیلومیرابیلیس اور میتھیلوبیکٹر بہت زیادہ تھے۔ میٹابولک میکانزم کافی عرصے سے، یہ خیال کیا جاتا تھا کہ جیوبیکٹر پرجاتیوں میں سی-سائٹوکروم کی کمی ہے جو دھات کے آئنوں کو کم کرنے کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں، اس لیے یہ فرض کیا گیا کہ انہیں دھات کے آئنوں کو ٹرمینل الیکٹران قبولیت (ٹی ای اے) کے طور پر استعمال کرنے کے لیے براہ راست جسمانی رابطے کی ضرورت ہے۔ جیوبیکٹر پرجاتیوں میں انتہائی موصل پیلی کی دریافت، اور انہیں حیاتیاتی نینو تاروں کے طور پر استعمال کرنے کی تجویز نے اس نظریے کو مزید تقویت دی۔ بہر حال، حالیہ دریافتوں سے پتہ چلا ہے کہ جیوبیکٹر کی بہت سی انواع، جیسے جیوبیکٹر یورانییرڈیوسن، نہ صرف انتہائی موصل پیلی نہیں رکھتے ہیں، بلکہ دھات کے آئنوں کو ٹی ای اے کے طور پر استعمال کرنے کے لیے براہ راست جسمانی رابطے کی بھی ضرورت نہیں ہے، جس سے یہ پتہ چلتا ہے کہ جیوبیکٹر پرجاتیوں میں ایکسٹرا سیلولر الیکٹران ٹرانسپورٹ میکانزم کی ایک بہت بڑی قسم موجود ہے۔ مثال کے طور پر، الیکٹرانوں کی نقل و حمل کا ایک اور طریقہ کوئنون کی ثالثی والے الیکٹران شٹل کے ذریعے ہے، جو جیوبیکٹر سلفرریڈوسینز میں مشاہدہ کیا جاتا ہے۔ ایک اور مشاہدہ شدہ میٹابولک رجحان جیوبیکٹر پرجاتیوں کے درمیان تعاون ہے، جس میں کئی انواع کیمیکلز کے مرکب کو میٹابولائز کرنے میں تعاون کرتی ہیں جو نہ تو اکیلے عمل کر سکتے ہیں۔ ایتھنول اور سوڈیم فیومریٹ کے ساتھ فراہم کردہ، جی۔ میٹالیریڈوسینز نے ایتھنول کو توڑ دیا، جس سے اضافی الیکٹران پیدا ہوئے جو ان کے درمیان اگائے گئے نانووائرز کے ذریعے جی۔ سلفرریڈوسینز کو منتقل کیے گئے، جس سے جی۔ سلفرریڈوسینز فیومریٹ آئنوں کو توڑنے کے قابل ہو گئے۔ نانووائر دھات جیسی چالکتا والے پروٹین سے بنے ہوتے ہیں۔ ایپلی کیشنز بائیوڈیگریڈیشن اور بائیو ریمیڈیشن جیوبیکٹر کی تیل پر مبنی آلودگیوں اور تابکار مواد کو کاربن ڈائی آکسائیڈ کے ساتھ فضلہ کے ضمنی مصنوع کے طور پر استعمال کرنے کی صلاحیت کو زیر زمین پٹرولیم کے بہاؤ اور زمینی پانی سے یورینیم کی بارش کے لیے ماحولیاتی صفائی میں استعمال کیا گیا ہے۔ جیوبیکٹر الیکٹران کے ذریعہ کے طور پر استعمال کرتے ہوئے اپنے اور آلودہ کرنے والے مواد کے درمیان برقی طور پر موصل پیلی بنا کر مواد کو خراب کرتا ہے۔ ریکلسیٹرنٹ نامیاتی آلودگیوں کی مائکروبیل بائیوڈیگریڈیشن بہت ماحولیاتی اہمیت کی حامل ہے اور اس میں دلچسپ نئے بائیو کیمیکل رد عمل شامل ہیں۔ خاص طور پر، ہائیڈرو کاربن اور ہیلوجنیٹڈ مرکبات کو طویل عرصے سے انیروبک طور پر انحطاط پذیر ہونے کا شبہ ہے، لیکن اب تک نامعلوم انیروبک ہائیڈرو کاربن-انحطاط اور تخفیف پذیر طور پر ڈیہالوجنیٹنگ بیکٹیریا کی علیحدگی نے ان عملوں کو فطرت میں دستاویزی شکل دی۔ نوول بائیو کیمیکل رد عمل دریافت کیے گئے، جو متعلقہ میٹابولک راستوں کو فعال کرتے ہیں، لیکن ان بیکٹیریا کی سالماتی تفہیم میں پیشرفت ان میں سے بیشتر کے لیے جینیاتی نظام کی عدم موجودگی کی وجہ سے سست ہو گئی۔ تاہم، بعد میں ایسے بیکٹیریا کے لیے کئی مکمل جینوم کے سلسلے دستیاب ہو گئے۔ ہائیڈرو کاربن کے انحطاط اور آئرن کو کم کرنے والی انواع کا جینوم جی۔ میٹلریڈیوسینس (الحاق نمبر۔ NC _ 007517) کا تعین 2008 میں کیا گیا تھا۔ جینوم نے تخفیف پذیر ڈیہالوجینیز کے لیے جینوں کی موجودگی کا انکشاف کیا، جس سے ایک وسیع ڈیہالوجینیٹنگ سپیکٹرم کا پتہ چلتا ہے۔ مزید برآں، جینوم کے سلسلے نے تخفیف پذیر ڈیہالوجینیشن کے ارتقاء کے بارے میں بصیرت فراہم کی اور طاق adaptation.Geobacter پرجاتیوں کے لیے مختلف حکمت عملی اکثر غالب جاندار ہوتے ہیں جب سطح کے نیچے کے ماحول میں ایکسٹرا سیلولر الیکٹران کی منتقلی ایک اہم حیاتیاتی علاج کا عمل ہوتا ہے۔ لہذا، جیوبیکٹر پرجاتیوں کے ساتھ حیاتیاتی علاج کو سمجھنے اور بہتر بنانے کے لیے ایک نظام حیاتیات کا نقطہ نظر سلیکو ماڈل تیار کرنے کے حتمی مقصد کے ساتھ شروع کیا گیا ہے جو زیر زمین حالات کے تنوع کے تحت جیوبیکٹر پرجاتیوں کی نشوونما اور میٹابولزم کی پیش گوئی کر سکتا ہے۔ متعدد جیوبیکٹر پرجاتیوں کے جینومز کو ترتیب دیا گیا ہے۔ ایک نوع، جی سلفرریڈوسینس پر تفصیلی فنکشنل جینومک/فزیالوجیکل اسٹڈیز کی گئیں۔ کئی جیوبیکٹر پرجاتیوں کے جینوم پر مبنی ماڈل دستیاب ہیں جو مختلف ماحولیاتی حالات میں جسمانی ردعمل کی پیش گوئی کرنے کے قابل ہیں۔ ان سیٹو یورینیم بائیو ریمیڈیشن کے دوران جین ٹرانسکرپٹ کی سطح کے مقداری تجزیے سے یہ ظاہر ہوا کہ میٹابولزم کی ان سیٹو شرحوں اور زیر زمین جیوبیکٹر کی ان سیٹو میٹابولک حالت کا سراغ لگانا ممکن ہے۔ بائیو فلم چالکتا جیوبیکٹر کی بہت سی انواع، جیسے جی۔ سلفورڈیوسینس، ایکسٹرا سیلولر الیکٹران ٹرانسفر کے لیے مائکروبیل فیول سیل انوڈس پر بائیو فلمز کے موٹے نیٹ ورک بنانے کی صلاحیت رکھتی ہیں۔ بائیو فلم کے اندر سائٹوکروم پیلی کے ساتھ مل کر ایکسٹرا سیلولر ڈھانچے بناتے ہیں جنہیں نانووائر کہتے ہیں، جو بائیو فلم میں ایکسٹرا سیلولر الیکٹران کی منتقلی میں سہولت فراہم کرتے ہیں۔ یہ سائٹوکروم مائکروجنزموں کے ساتھ ساتھ بائیو فلم میں موجود دیگر کم شدہ سائٹوکروموں سے الیکٹرانوں کو قبول کرتے ہیں۔ برقی دھارے اس وقت پیدا ہوتے ہیں جب ان الیکٹرانوں کی انوڈس میں منتقلی کو انٹرا سیلولر نامیاتی فضلہ کے آکسیکرن کے ساتھ جوڑا جاتا ہے۔ پچھلی تحقیق میں تجویز کیا گیا ہے کہ جیوبیکٹر بائیو فلمز کی اعلی چالکتا کو مائکروبیل ایندھن کے خلیوں کو طاقت دینے اور نامیاتی فضلہ کی مصنوعات سے بجلی پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ خاص طور پر، جی سلفرڈیوسینس مائکروبیل فیول سیل کرنٹ ڈینسٹی کے لیے سب سے زیادہ ریکارڈ رکھتا ہے جس کی محققین کبھی وٹرو میں پیمائش کرنے میں کامیاب رہے ہیں۔ اس صلاحیت کو بائیو فلم کنڈکٹیویٹی سے منسوب کیا جا سکتا ہے، کیونکہ انتہائی کنڈکٹیو بائیو فلمز مائیکروبیل فیول سیلز میں ہائی کرنٹ ڈینسٹیز کے ساتھ مثبت طور پر منسلک پائی گئی ہیں۔ اس وقت، بجلی پیدا کرنے کے مقاصد کے لیے مائکروبیل ایندھن کے خلیوں کی نشوونما جزوی طور پر طاقت کے دیگر ذرائع کے مقابلے میں اس کی ناکارہ پن اور ایکسٹرا سیلولر الیکٹران ٹرانسفر کی ناکافی تفہیم کی وجہ سے محدود ہے۔ اس طرح، بہت سے محققین فی الحال اس بات کا مطالعہ کر رہے ہیں کہ ہم کس طرح بائیو فلم کی چالکتا کو اپنے فائدے کے لیے استعمال کر کے موجودہ کثافت کو اور بھی زیادہ پیدا کر سکتے ہیں۔ کم پی ایچ ماحول کو ریڈوکس کی صلاحیتوں کو تبدیل کرنے کے لیے پایا گیا ہے، اس طرح مائکروجنزموں سے سائٹوکرومز میں الیکٹران کی منتقلی کو روکتا ہے۔ اس کے علاوہ، بائیو فلمز کو کم درجہ حرارت کے ساتھ کم کنڈکٹو پایا گیا ہے، حالانکہ درجہ حرارت کو دوبارہ اوپر اٹھانا بغیر کسی منفی اثرات کے بائیو فلم کنڈکٹوٹی کو بحال کر سکتا ہے۔ جیوبیکٹر پرجاتیوں پر پیلی یا فلیجیلا کی موجودگی زیادہ موثر الیکٹران ٹرانسفر کو فعال کرکے برقی کرنٹ کی پیداوار میں اضافہ کرتی ہے۔ ان مختلف عوامل کو زیادہ سے زیادہ بجلی پیدا کرنے اور مستقبل میں بائیو ریمیڈیشن کو بہتر بنانے کے لیے تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ نیورومورفک میمرسٹر یونیورسٹی آف میساچوسٹس ایمہرسٹ کے مطالعے میں، ایک نیورومورفک میموری (میمرسٹر) نے جیوبیکٹر بائیو فلم کا استعمال کرتے ہوئے پتلی نانووائر اسٹرینڈز میں کاٹا۔ نانووائر اسٹرینڈز انسانی دماغ میں نیوران کی طرح کم وولٹیج چلاتے ہیں۔ ڈیریک لولی کے تعاون سے لکھے گئے ایک مقالے میں، جون یاؤ نے مشاہدہ کیا کہ ان کی ٹیم "نینو وائر-میمرسٹر مطابقت پذیری کی چالکتا، یا پلاسٹکیت کو تبدیل کر سکتی ہے تاکہ یہ دماغ سے متاثر کمپیوٹنگ کے لیے حیاتیاتی اجزاء کی تقلید کر سکے۔" پیش رفت کا مشاہدہ اس وقت ہوا جب انہوں نے ذیلی 1 وولٹ کی سطح پر وولٹیج کی سرگرمی کی نگرانی کی۔ فائیلوجینی فی الحال قبول شدہ درجہ بندی نامیات (ایل پی ایس این) اور نیشنل سینٹر فار بائیوٹیکنالوجی انفارمیشن (این سی بی آئی) کے ساتھ پروکیریوٹک ناموں کی فہرست پر مبنی ہے۔ مقبول ثقافت جیوبیکٹر مائکروبیل الیکٹروجینیسیس اور مائکروبیل فیول سیلز کے بارے میں تعلیم دینے کے لیے ایک آئیکن بن گیا ہے اور تعلیمی کٹس میں نمودار ہوا ہے جو طلباء اور شوقین افراد کے لیے دستیاب ہیں۔ جیوبیکٹر کا استعمال ایمیزون، پیرو میں الیکٹروڈ گرڈ کے ذریعے بجلی پیدا کرنے کے لیے بھی کیا جاتا ہے۔ یہ بھی دیکھیں فاریسٹ رنگ شیوانیلا "بیکٹیریل آرڈرز کی فہرست بیکٹیریا جنرا کی فہرست حوالہ جات بیرونی روابط ایل پی ایس این، جینس: جیوبیکٹر مائکروبیل بائیوڈیگریڈیشن، بائیو ریمیڈیشن اور بائیو ٹرانسفارمیشن ایک برقی حل تھرموڈسلفوبیکٹیریوٹا بیکٹیریا جنرا