تحقیق گزارشگران زیستی در اکولوژی (محیط زیست) میکروبی

توضیحات

 عنوان تحقیق: گزارشگران زیستی در اکولوژی( محیط زیست) میکروبی

• چکیده
• گزارشگر های زیستی و ژنهای گزارشگر
• مشاهده در جای گزارشگر های زیستی
• آنالیز خارج از محل فراوانی پروتئین گزارشگر در سلولهای گزارشگر زیستی
• منابع مشخص و نا مشخص ناهمگونی در فعالیت گزارشگر زیستی
• نتایج
• ژن های خبرنگار و پروب های فلورسنت برای مطالعه کلونیزاسیون بیوفیلم ها در یک خط تامین  آب آشامیدنی توسط باکتری های ضد میکروبی
• مقدمه
• مواد و روش ها
•  سویه ها و پلاسمیدهای مورد استفاده و منبع آن ها
•  غربالگری و حفظ سویه ها
•  محیط کشت مورد استفاده و شرایط رشد جهت کشت باکتری در بیوفیلم
• بیوفیلم هتروفوبیک
•  مدل کشت پیوسته برای مطالعه ی تشکیل بیوفیلم
•  میکروسکوپ تضاد تداخل اقتراقی (DIG)
•  ارزیابی P – گالاکتوزیداز
•  تکنیک های DNA نوترکیب
•  نتایج و بحث
•  معرفی باکتری اشراشیای کولای در یک بیوفیلم
•  تجسم سازی اشرشیای کولای در بیوفیلم با استفاده از میکروسکوپ فلورسنت
• یک سیستم ژنتیک گزارشگر میکروبی سه جانبه برای آزمایش های زمان واقعی وضعیت مواد مغذی خاک
• مقدمه
• مواد و روش ها
• سویه های باکتریایی و شرایط رشد
• شرایط گرسنگی سودوموناس فلورسانس  pUCD
• شرایط گرسنگی سودوموناس فلورسانس DF N و سودوموناس فلورسانس DF P
• سوبستراهای کربن، نیتروژن و فسفر
•  خصوصیات خاک
• آنالیز شیمیایی
•  پروتکل ارزیابی زیستی
• لومینومتری
•  آنالیز آماری
• نتایج
•  خصوصیات محلول خاک
•  گزارش کربن
•  گزارشگر نیتروژن و فسفر
• بحث

چکیده

 گزارشگر های زیستی ابزارهای تحقیقاتی موثری برای بدست آوردن و فهم یک تصور میکروبی از جهان  هستند. اتصال با نصب یک گروموتر حساس به محیط با یک ژن گزارشگر مناسب، گزارشگر زیستی میکروبی یا قارچی می تواند با ضعیت متابولیک یا رونویسی در زیستگاه ارتباط برقرار کند، و به ما اطلاعاتی راجع به مشخصه های شیمیایی، فیزیکی یا زیستی محیط اطراف بدهد. این بررسی جزئیات پیشرفتهای اخیر در استفاده از چنین گزارشگرهای زیستی را در اکولوژی میکروبی بیان می کند.  بیشترین تاکید بر روی  ژنهای گزارشگری قرار گرفته است که  اجازه کشف سلولهای میکروبی خاص را می دهند، به طوری که اینها یک توصیف با کیفیت بالا را از محیط تحت بررسی ارائه می کنند. در یک چشم انداز از آینده  فناوری گزارشگر زیستی ، این بررسی بر ضرورت تفسیر فعالیت گزارشگر زیستی در زمینه زیست شناسی آن تاکید می­کند.

گزارشگر های زیستی و ژنهای گزارشگر

اکثر گزارشگر های زیستی که امروزه در اکولوژی میکروبی استفاده می شوند محصولات مهندسی ژنتیک هستند که به وسیله اتصال یک پروموتر سازگار با محیط یا متابولیک و یک ژن گزارشگر مناسب و ارائه آن به داخل یک میزبان میکروبی مناسب در یک پلاسمید یا داخل شدن پایدار کروموزومی  ایجاد می شوند. تغییر در فراوانی پروتئینگزارشگرمربوطه نشان دهنده تغییرات در فعالیت رونویسی پروموتر و بنابراین تغییر در محرک هایی است  که این پروموتربه آنها پاسخگو است. محرک می تواند شیمیایی (مثلا مواد مغذی ،فلزات یا آنتی بیوتیک ها)، فیزیکی ( برای مثال، نور ماورائ بنفش ،دما،یا فعالیت آب ،) یا زیستی (برای مثال، مولکول پیام رسان n-acylhomoserine lactone که باکتر یها برای ردیابی تراکم جمعیت استفاده می کنند).پروموتر های حساس به متابولیک نیز معمولا استفاده می شوند، برای مثال برای ردیابی نرخ رشد میکروبی، یا تراکم آن در منبع ضروری مثل کربن، اکسیژن، نیتروژن، یا فسفر. برای یک مرور جامع در مورد پروموتر هایی که برای اتصال به ژن های گزارشگر استفاده می شوند ما خوانند را به بررسی Hansen and Sørensen، Daunert و همکاران و Köhler و همکاران ارجا می دهیم.

ژن های گزارشگر مه بیشترین استفاده را دارند عبارتند از آنهایی که پروتئین فلورسنت سبز را کد می کنند، لوسیفراز باکتریایی، لوسیفراز کرم شب تاب، بتا گالاکتوزیداز، بتا گلوکورونیداز، کاتک.ل 2و3 دی اکسیژنازپروتئین هسته گذاری یخ، Lna Z. هر پروتئین گزارشگر دارای مزیت ها و معایب خودش است، و برای مقایسه این و دیگر پروتئین های گزارشگر ، ما خواننده را به بررسی های اخیر که به وسیله Loperو Lindow و Daunert  و همکاران انجام شده است ارجا می دهیم.

یکی از خصوصیاتی که ما می خواهیم در این بررسی  به آن پرداخته شود این عقیده در میکروبیولوژی است که آیا میشود فراوانی یک پروتئین گزارشگر را در یک سلول میکروبی تنها تشخیص داد و اندازه گیری کرد.پروتئین فلوروسنت سبز بیشتر محبوبیت خود را مدیون به تشخیص ساده خود در سلول های تکی با میکروسکوپ فلورسنت و میکروسکوپ اسکن  لیزر هم کانون و تواناییش برای آنالیز کمی سلولهای تکی به وسیله سیتومتری تصویری و فلوسیتومتری است. فعالیت   بتا گالامتوزیداز نیز همچنین می تواند در در سلول های تکی به وسیله مواد کروموژنیک و فلوروژنیک ایمونوفلورسنت اندازه گیری شود. لوسیفراز در باکتری های تکی شناسایی شده است، اما وضوح کم آن مانع استفاده آن در گزارشگر های زیستی تک سلولی شده است.

مشاهده در جای گزارشگر های زیستی

با توجه به تعداد قابل توجه مجلاتی مه اخیرا پوشش داده اند، این گونه تصور می شود که مشاهده درجا یکی از علاقه مندی های اکولوژیست های میکروبی است. مسلما، یک پروتئین گزارشگر مانند پروتئین فلورسنت سبز ثابت شده است که می تواند یک ابزار قدرتمند برای برقراری ارتباط فعالیت میکروب و محل واقعی آن باشد. حداقل دو گزارش به وضوح مستند شده است که چگونه مسافت مربوط به میکرومتر برای درک میکروب از محیط اطراف آن است. در یک مطالعه به وسیله مولر وهمکاران، گزارشگر زیستی سودوموناس پوتیدا در یک بیوفیلم در جریان تغذیه شده با تولوئن حضور بنزوآت را  تنها زمانی که در فاصله کمتر از چندین میکرومتر از یک کلنی Acinetobacter sp  بود گزارش کرد که فرض براین است که بنزوات را به عنوان یک واسطه متابولیسم تولوئن آزاد می کند. به علاوه، به نظر می رسد القا در جهت جریان در باند های با عرض تقریبا 100میکرومتر گسترش پیدا می کند، که پیشنهاد می کند هیچ گونه انتشار عمودی بنزوات در طی این فاصله به نزدیکی سلولهای گزارشگر زیستی رخ نمی دهد.

رشد سریع گزارشگر زیستی P. putida در ریشه های جو به طور فضایی محدود به سلول های پوسته غلاف و به صورت موقت به روز اول پس از تلقیح محدود بود.چندین مساله در تفسیر مشاهدات درجا وجود دارد. در بسیاری از موارد، احتمالا منصفانه است که بپرسیم که چگونه چنین نظریات نمایانگر محدوده بزرگ زیستگاه تحت بررسی هستند. مشکل دیگری که در مورد مشاهده  در جای فعالیت گزارشگر با آن مواجه می شویم ، انحراف به طرف سلولهای گزارشگر زیستی است که فعالانه گزارش می دهند. سلول های غیر گزارش دهینده می توانند به راحتی از تشخیص فرار کنند و در نتیجه تعداد سلولهای گزراش دهنده بیش از حد تخمین زده شود. همچنین ممکن است جالب باشد بدانیم که چرا بعضی از باکتری ها گزارش نمی دهند و آیا می توان این را با  توجه به محل نگهداری آنها توضیح داد.از این انحراف به سمت سلولهای گزارش دهنده فعال می توان با علامت گذاری  سلولهای گزراش دهنده زیستی با یک پروتئین فلوروسنت مستقل بیان شده مانند DsRed یا به وسیله قابل مشاهده کردن سلولهای گزارش دهنده زیستی  با استفاده از هیبرید سازی فلوروسنت درجا اجتناب کرد. مشکل سوم ذاتی مشاهده در جا سختی تعیین میزان فراوانی پروتئین گزارشگر است.

آنالیز خارج از محل فراوانی پروتئین گزارشگر در سلولهای گزارشگر زیستی

بسیاری از کشکلات مربوط به مشاهده در محل سلولهای گزارشگر زیستی  می تواند با آنالیز سلولهای گزارشگر زیستی بعد از بدست آوردن آنها از زیستگاه بر طرف شود. متاسفانه، همه ی  انواع زیستگاهها اجازه چنین بازیابی را نمی دهند، و نقص عمده این رویکرد این است که ارتباط بین محل و فعالیت گزارشگر زیستی در طی این روند از بین می رود. هرچند تحقیق خارج از محل از تداخل زیستگاه در امان است و هر نوع دستگاری مرد نیاز برای انرازه گیری  فراوانی پروتئین گزارشگر قابل انجام است. علاوه بر این، به دلیل اینکه سلول های بیشتری می توانند به طور همزمان مورد تحقیق  قرار گیرند، داده های گزارشگر های زیستی بیشتراز نظر آماری نمایانگر جمعیت هستند. برای تفسیر داده های گزارشگر های زیستی خارج از محل ، این به میزان قابل توجهی تفاوت دارد که آیا فعالیت گزارشگر به عنوان میانگین جمعیت بیان می شود یا برای یک سلول تکی.میزان میانگین برای توصیف رفتار میکروبی کاملا مناسب است زمانی که همه یا اگثر گزارشگر های زیستی موجود در زیستگاه تحت مطالعه انتظار برود که به یک روش مشابه عمل کنند یا با یک شرایط یکسان روبرو شوند( مانند Salmonella typhimurium   در درون محیط کوچک ماکروفاژ، یا Yersinia pestis در فاگولیزوزوم).

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.