Fibrolytic bacterium
فائبرولائٹک بیکٹیریا مائکروجنزموں کے ایک گروپ کی تشکیل کرتے ہیں جو سیلولولیٹک اور ہیمی سیلولولیٹک انزائموں کی ترکیب کرنے کی صلاحیت کی بدولت پیچیدہ پلانٹ پولیسیکرائڈز پر کارروائی کرنے کے قابل ہوتے ہیں۔ پولیسیکرائڈز پودوں کے سیلولر سیل والز میں ایک کمپیکٹ فائبر کی شکل میں موجود ہوتے ہیں جہاں وہ بنیادی طور پر سیلولوز اور ہیمی سیلولوز پر مشتمل ہوتے ہیں۔ فائبرولائٹک انزائم، جنہیں سیلولز کے طور پر درجہ بند کیا جاتا ہے، پودوں کے پولیسیکرائڈز میں β (1-> 4) بانڈز کو ہائیڈرولائز کر سکتے ہیں۔ سیلولس اور ہیمی سیلولس (جسے xylanase بھی کہا جاتا ہے) ان انزائموں کے دو اہم نمائندے ہیں۔ حیاتیاتی خصوصیات فائبرولائٹک بیکٹیریا توانائی اور کاربن بیک بون حاصل کرنے کے لیے کاربوہائیڈریٹ کو کیٹابولائز کرنے کے لیے اہم میٹابولک راستوں کے طور پر گلائکولیسس اور پینٹوز فاسفیٹ کا استعمال کرتے ہیں۔ وہ امونیا کو نائٹروجن کے بڑے اور عملی طور پر خصوصی ذریعہ کے طور پر استعمال کرتے ہیں، اور انہیں اپنی نشوونما کے لیے کئی بی وٹامنز کی ضرورت ہوتی ہے۔ وہ اکثر اپنے کچھ غذائی اجزاء حاصل کرنے کے لیے دوسرے خرد حیاتیات پر انحصار کرتے ہیں۔ اگرچہ ان کی نشوونما کی شرح کو سست سمجھا جاتا ہے، لیکن اسے کافی مقدار میں شارٹ چین فیٹی ایسڈ (آئسوبوٹیریک اور آئسوولیریک) کی موجودگی میں بڑھایا جا سکتا ہے۔ یہ مرکبات عام طور پر دیگر مائکروجنزموں کی امینو ایسڈ خمیراتی سرگرمی کی پیداوار کے طور پر پیدا ہوتے ہیں۔ ان کے مسکن کے حالات کی وجہ سے، زیادہ تر فائبرولائٹک بیکٹیریا اینیروبک ہوتے ہیں۔ سیلولولیٹک کمیونٹیز زیادہ تر فائبرولائٹک بیکٹیریا کو بیکٹیریوڈوٹا یا بیسیلوٹا کے طور پر درجہ بند کیا جاتا ہے اور اس میں متعدد بیکٹیریل پرجاتیوں کو متنوع مورفولوجیکل اور فزیالوجیکل خصوصیات کے ساتھ شامل کیا جاتا ہے۔ وہ عام طور پر مشترکہ انواع ہیں جن کا مختلف کیڑوں اور ممالیہ پرجاتیوں کے ساتھ سمبائیوٹک تعلق ہے، جو ان کے معدے کے نباتات کے اہم اجزاء میں سے ایک ہے۔ در حقیقت، جڑی بوٹیوں میں ہر ملی لیٹر رومینل مواد نسل اور انواع کی ایک بڑی قسم کے تقریبا 50 ملین بیکٹیریا تک پہنچ سکتا ہے۔ ۔ مختلف شعبوں میں پودوں کے ریشوں کی صنعتی پروسیسنگ کی اہمیت کو دیکھتے ہوئے، مختلف جانوروں کے معدے کی نالی میں فائبرولائٹک کمیونٹیز کا جینومک تجزیہ، پیچیدہ پولیسیکرائڈز (بشمول لگنوسیلولائٹک بائیو ماس) کی تبدیلی کے لیے نئے بائیوٹیکنالوجیکل ٹولز فراہم کر سکتا ہے۔ ایپلی کیشنز اب تک، زیادہ تر ایپلی کیشنز ایک یا زیادہ قسم کے سیلولس پر مشتمل انزیمیٹک آبی حل کا استعمال کرتے ہوئے انجام دی جاتی ہیں۔ صنعتی استعمال کے لیے انزائم کی پیداوار کی ابتدا انیسویں صدی کے آخر میں ڈنمارک اور جاپان میں ہوئی۔ انزائم ایک سیلولر پروڈکٹ ہے جو جانوروں اور سبزیوں کے بافتوں سے یا منتخب مائکروجنزموں کی حیاتیاتی سرگرمی کے ذریعے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ اس کے بعد انزائموں کو مختلف صنعتی عمل میں استعمال کیا جاتا ہے۔ صنعتی ایپلی کیشنز کے لیے انزیمیٹک حل تیار کرنے کے لیے، پہلے انہیں بڑی مقدار میں حاصل کرنا اور پھر انہیں ایک خاص حد تک صاف کرنا ضروری ہے ؛ اس سے پیداوار کا عمل طویل اور مہنگا ہو جاتا ہے۔ ایک ممکنہ متبادل مائکروبیل کمیونٹیز کے ساتھ کام کرنا ہوگا، جو اس عمل کو چھوٹا اور سستا بناتا ہے۔ تاہم، بیکٹیریل کمیونٹیز کے ساتھ کام کرتے وقت عمل کا کنٹرول انزیمیٹک حل لگانے کے مقابلے میں بہت زیادہ مشکل ہوتا ہے۔ عام استعمال 1980 کی دہائی کے اوائل میں، فائبرولائٹک بیکٹیریا سے پیدا ہونے والے انزائم کو مویشیوں کے کھانے میں شامل کیا گیا تھا۔ اس سے انہیں اس چارہ سے زیادہ توانائی حاصل کرنے میں مدد ملی جس پر وہ کھلاتے تھے، لگنسویلولوسک مواد کے جزوی ہاضمے کی بدولت۔ وہ فوڈ پروسیسنگ انڈسٹری، پھلوں اور سبزیوں کے رس کی فلٹریشن، خوردنی تیل نکالنے، بیکنگ وغیرہ میں اہمیت حاصل کر رہے ہیں۔ مزید برآں، اس قسم کے انزائموں کا استعمال بتدریج ٹیکسٹائل اور لانڈری کی صنعت تک بڑھایا گیا، جہاں وہ کپڑوں کے شدید نیلے رنگ کو دھندلا کرنے اور انہیں زیادہ دھندلا ظہور فراہم کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ کیمیائی صنعت میں، ان انزائموں نے نئے ڈٹرجنٹ اور دھونے والے مائعوں کی نشوونما کی اجازت دی ہے۔ کاغذ کی صنعت میں وہ بلیچنگ کے عمل میں بہت اہم کردار ادا کرتے ہیں، زہریلا کو کم کرتے ہیں اور زیادہ اقتصادی ہوتے ہیں۔ اور بائیوٹیکنالوجیکل تحقیق میں، فائبرولائٹک انزائموں سے سیلولوز بائنڈنگ ڈومینز کے استعمال نے ریکومبیننٹ پروٹین کی صفائی کی اجازت دی ہے۔ توانائی کی ایپلی کیشنز فائبرولائٹک بیکٹیریا سے بائیو ماس کے انحطاط کے ذریعے قابل تجدید توانائی کی پیداوار میں اہم کردار ادا کرنے کی توقع کی جاتی ہے۔ بائیوٹیکنالوجی کے اہم مقاصد میں سے ایک حیاتیاتی ایندھن کی پیداوار ہے جس کا مقصد اخراج کو کم کرنا ہے، کیونکہ پودوں کے مواد سے حاصل ہونے والے حیاتیاتی ایندھن ماحولیاتی ان پٹ میں حصہ نہیں ڈالتے ہیں۔ سیلولولیٹک اصل کے حیاتیاتی ایندھن کے دہن کے دوران خارج ہونے والی گیس سبزیوں کی نشوونما میں دوبارہ جذب ہوگی اور یہی وجہ ہے کہ اس کا ماحولیاتی اثر اتنا منفی نہیں ہوتا ہے۔ فائبرولائٹک جینز اور فائبرولائٹک بیکٹیریا کی دریافت شاید، سب سے بہتر مطالعہ شدہ فائبرولائٹک کمیونٹی وہ ہے جو افواہوں کے رومن میں ہے۔ تاہم، دوسرے جاندار بھی ہیں جو سبزیوں کے ریشوں کو خراب کرنے کے قابل ہیں، کیڑوں سے لے کر مولسک تک، یہ سب مختلف مائکروبیل علامتوں کی سرگرمی کی بدولت کر سکتے ہیں۔ سبزیوں کے ریشوں اور متعلقہ ایپلی کیشنز کی صنعتی تبدیلی کے عمل کو بہتر بنانے کے لیے نئے اور موثر انزائمز اور خصوصی بیکٹیریل کمیونٹیز کو دریافت کرنا ضروری ہے۔ اگلا ہم فائبرولائٹک بیکٹیریا سے جین اور جینوم کی دریافت کے اہم مراحل بیان کرتے ہیں۔ افواہوں میں معدے کی گہاوں سے فائبرولائٹک بیکٹیریا حاصل کرنے کے لیے پہلا قدم جس پر عمل کیا جا سکتا ہے وہ گائے کے رومن کے اندر ٹارگٹ کمیونٹیز کی کلچر ہے جس میں ایک نایلان بیگ متعارف کرایا جاتا ہے جس میں زیادہ سیلولوز مواد ہوتا ہے (مثال کے طور پر، پینکم ورگیٹم)۔ ریڑھ کی ہڈی پر جراحی کے ذریعے ایک سوراخ کیا جاتا ہے جس سے ایک ٹیمپون کے ذریعے باہر سے رومن دستیاب ہوتا ہے جو فسٹولا کے بند ہونے سے بچتا ہے۔ نایلان کے تھیلے کو 72 گھنٹوں میں انکیوبیٹ کیا جاتا ہے۔ انکیوبیشن کے بعد یہ ضروری ہے کہ سبزیوں کے ریشوں سے جڑے ہوئے مائکروجنزموں کو ان سے الگ کیا جائے جو رومی سیال میں معطل ہیں۔ مائکروبیل کمیونٹی کی خاصیت کا تجزیہ نمونے پر کمیونٹی کی خاصیت کا تجزیہ کرنے کے لیے، حوالہ کے نمونے کے ساتھ نمونے کے چھوٹے ذیلی یونٹ رائبوسومل آر این اے کے ترتیبات کے تنوع کا موازنہ کیا جا سکتا ہے۔ نمونے کے ڈی این اے کو نکالنے اور صاف کرنے کے بعد، پی سی آر ایملشن تکنیک کا استعمال چھوٹے رائبوسومل ذیلی یونٹ کے جین کو بڑھانے کے لیے کیا جاتا ہے۔ پھر ہر ایمپلیکن کو پائروسیکوینسنگ تکنیک کے ساتھ ترتیب دیا جاتا ہے۔ ایک بار جب ہم ترتیب حاصل کر لیتے ہیں تو او ٹی یو ایس (آپریشنل ٹیکسونومک یونٹس) کی وضاحت کرنے کے لیے ان کا موازنہ کرنا پڑتا ہے اور مماثلت کی ڈگری کے مطابق گروپ کرنا پڑتا ہے-جو ترتیبات کے وہ گروپ ہیں جن کا تعلق فائیلوجنیٹک طور پر قریب حیاتیات سے ہے۔ دونوں نمونوں کے او ٹی یو ایس کا موازنہ کرنے سے دونوں مائکروبیل کمیونٹیز کے فرق کا اندازہ لگایا جا سکتا ہے۔ میٹاجنومک ترتیب لگنوسیلولائٹک جینوں کے سلسلے کو حاصل کرنے کے لیے ایک درست میٹاجنومک تجزیہ کیا جاتا ہے۔ نمونے کے پورے ڈی این اے کی ترتیب اور اسمبلی نمونے کا میٹاجنوم دیتی ہے۔ کاربوہائیڈریٹ فعال جینوں کی شناخت ان جینوں کی شناخت جو فائبرولائٹک سرگرمی والے پروٹین کے لیے انکوڈ کرتے ہیں، دو مراحل میں کی جاتی ہے۔ سب سے پہلے، بائیو انفارمیٹک تجزیہ کیا جاتا ہے۔ میٹاجنومک تجزیے میں حاصل کردہ ترتیبات کا موازنہ معروف فائبرولائٹک پروٹین کے جین کے ترتیبات سے کیا جاتا ہے (مثال کے طور پر وہ ترتیبات جو ڈیٹا بیس کاربوہیڈریٹ ایکٹو انزائمز (سی اے زی) پر ہیں)۔ اس پہلے مرحلے میں امیدوار جینوں کی تعداد کافی حد تک کم ہو جاتی ہے اور یہی وہ ہیں جو اگلے مرحلے پر استعمال ہوتے ہیں۔ دوسرے مرحلے میں، پروٹین کے اظہار کے لیے ایک لائبریری بنائی جاتی ہے۔ ایکسپریشن ویکٹرز کو E.coli میں متعارف کرایا جاتا ہے اور ان بیکٹیریا کی نشوونما کے بعد سپر نیٹنٹ کی مختلف سبسٹریٹس پر بائیو کیمیکل سرگرمی کے لیے جانچ کی جاتی ہے۔ فائبرولائٹک مائکروجنزموں کی شناخت یہ شناخت کرنے کے لیے کہ کون سے مائکروجنزم انزائموں سے تعلق رکھتے ہیں جن کی شناخت کی گئی ہے، اور یہ چیک کرنے کے لیے کہ آیا میٹاجینوم اسمبلی درست تھی، نمونے سے بیکٹیریا کی مختلف اقسام کو فلو سائٹومیٹری کے ذریعے الگ کیا جا سکتا ہے۔ فلوراکروم کے ساتھ لیبل شدہ مخصوص اینٹی باڈیز کے استعمال سے نمونے کی مختلف قسم کے خلیوں کو الگ کرنا ممکن ہو جاتا ہے جن کا تعلق مختلف فائیلوجنیٹک گروپوں سے ہوتا ہے۔ اس تکنیک کو فلوروسینس ایکٹیویٹڈ سیل شارٹنگ (ایف اے سی ایس) کہا جاتا ہے۔ بیکٹیریا کی مختلف انواع کے الگ ہونے کے بعد، ان کے جینوم کو ترتیب دیا جاتا ہے اور میٹاجنومک تجزیہ کی توثیق کی جا سکتی ہے۔ بیرونی روابط www.sciencemag.org حوالہ جات صنعتی انزیمولوجسٹ: لیس گلکوسل ہائیڈرولاسیس، پروٹیسیس آئی لیپیسیس ٹی۔ پونس نویولا، او۔ پیریز ایوالوس۔ بائیوٹیکنالوجی اور بائیوجینریا ڈیل سینویسٹاو آر ایل بالڈون، ایم جے ایلیسن۔ رومن میٹابولزم۔ جرنل آف اینیمل سائنس 1983۔ 57:461-477 تعارف ایک لا ڈائجسٹین رومینل Rev.Fac۔ زرعی۔ لوز۔ جلد 15 نومبر 1 منڈو گناڈیرو۔ میڈرڈ میں ایس۔ اے۔ میں ایومیڈیا میں ترمیم کی گئی۔ سی/کلاڈیو کوئلو، 16۔ 28001 میڈریڈ "گٹ بیکٹیریا کے ذریعہ پولیسیکرائڈ کا استعمال: جینومک تجزیہ سے نئی بصیرت کی صلاحیت" ہیری جے۔ فلنٹ، ایڈورڈ اے بایر، مارکو ٹی رنکن، رافیل لیمڈ اور برائن اے۔ سفید۔ نیچر ایل فروریر ڈی 2008 بیکٹیریا