Top

تحليل الجينوم يكشف السمات الفريدة للبكتيريا المعزولة من مياه البحر الأحمر

جيمينيز- إنفانتي، بروفيسور اولريش ستينجل وفريق بحثي من مركز أبحاث البحر الأحمر RSRC ومركز العلوم الحيوية الحاسوبية CBRC بجامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية.

"يستطيع الجينوم أن يخبرنا الكثير عن بيئة وأنماط حياة الميكروبات" هكذا أشارت فرانسي جيمينيز- إنفانتي ، طالبة الدكتوراه بمركز أبحاث البحر الأحمر RSRC بجامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية.  فرانسي هي إحدي طالبات الفصل الدراسي الأول بالجامعة وقد حصلت على درجة الماجستير في العلوم البيولوجية بجامعة الملك عبدالله عام 2010، ثم قررت مواصلة دراستها للحصول على الدكتوراه بالجامعة إثر شغفها بدراسة البيئة الميكروبية للمحيطات. وتضيف فرانسي قائله: " أتطلع الى إجراء أبحاث مكثفة في البحر الأحمر."

قامت جيميني-إنفانتي وفريق بحثي من مركز أبحاث البحر الأحمر RSRC ومركز العلوم البيولوجية الحاسوبية  CBRC بدراسة التركيبة الجينية لبكتيريا نادرة يطلق عليها اسم سلالة RS24  وتتواجد في المنطقة المضاءة أو الطبقة العليا لمياه البحر الأحمر. وقد تم نشر بحثهم مؤخراً في مجلة البيئة الميكروبية التابعة لإتحاد الجمعيات الميكروبيولوجية الأوروبية (المجلد 89، العدد 1، الصفحات 181-197 يوليو 2014).

ويوضح الدكتور أولريش ستينجل الأستاذ المساعد لعلوم البحار بمركز أبحاث البحر الأحمر ذلك قائلا: " يعد البحر الأحمر بيئة بحرية استثنائية ذات درجة حرارة وملوحة مرتفعة وهذا يجعله نموذجا مثيرا للاهتمام وصالحا لدراسة العلاقة بين بنية المجتمع الميكروبي ووظائفه".

واكتشف الفريق البحثي - من خلال تحليل جين الحمض النووي RNA – أن سلالة RS24 تنتمي الى مجموعة بكتيريا وحيدة الأصل تسمي PS1 تعرف في علم الأحياء بأنها مجموعة من الكائنات الحية الدقيقة التي ترتبط مع بعضها البعض ويجمعها تركيب وراثي مشترك.  وبسبب أن سلالة بكتيريا RS24 هي الجيل الاول الذي يتم عزله من مجموعة بكتيريا PS1  التي تعيش في البحر الأحمر بالقرب من مركز ثول في المملكة العربية السعودية فقد أطلق الباحثون عليها اسم سلالة Candidatus Micropelagos thuwalensis RS24.

وسبق أن قام الفريق بعزل سلالة بكتيريا أخرى من مجموعة PS1 مشابهة لتلك الموجودة في البحر الاحمر وتسمى IMCC14465 تم اكتشافها في مياه بحر الشرق (اليابان) منخفض الملوحة والحرارة، وتم نشر مشروع الجينوم  الخاص بها في عام 2012.

وصرح الفريق البحثي أنه بيانات التسلسل الجيني قد أظهرت تشابها جينوميا بين السلالتين  RS24 من البحر الاحمر و IMCC14465 من بحر الشرق في اليابان. كما أن كلا السلالتين لها القدرة على تحليل المركبات العضوية والبوليمرات بالرغم من اختلاف  البيئة التي تم العزل منها. كما تحتوي كلتا السلالتين على تركيبة جينية تسمى الرودوبسين (PR) وهو عبارة عن بروتين غشائي يوجد في الكائنات المجهرية الدقيقة يساعد على امتصاص الضوء وتوليد الطاقة لنقل الأيونات من خلال مضخات بروتونية تعمل بالضوء.

أيضاً،  وجد العلماء فوارق بين سلالتي البكتيريا  RS24 و IMCC14465. وأحد هذه الفوارق هو اختلاف لون غشاء الرودوبسين (PR) فيها. حيث يكون لونه أزرق في  سلالة RS24   ( مع قدرة امتصاص الضوء تصل الى 490 nm )، بينما يتميز الرودوبسين المتوفر في سلالة IMCC14465 باللون الأخضر (وقدرة امتصاص الضوء تساوي 525 nm ).

وقال بروفيسور ستينجل " لقد فوجئنا بالتشابه الواضح بين جينومات مجموعات البكتيريا المتماثلة التي تعيش في بيئتين مختلفين وهي البحر الأحمر وبحر الشرق، مع اختلافهم في عدد قليل من الجينات التي قد تكون مسؤولة عن نجاح كل مجموعة في البيئة الخاصة بها."

وتضيف جيميني-إنفانتي " بفضل تحليل الجينوم بأكمله ، كشفت خصائص البكتيريا المماثلة التي تم أخذ عينات منها من بيئات مختلفة ومنفصلة جغرافيا عن بعض التكيفات لهذه البكتيريا مع بيئاتها الخاصة والتي لا يمكن الكشف عنها من خلال تحليل جين واحد فقط."

وتعتقد جيميني أن جهود الفريق البحثي في أخذ العينات ، وتحديد، و دراسة ميكروبات البحر الأحمر تسهم في فهم كيفية تكيف هذه الكائنات الحية الدقيقة بنجاح مع الظروف القاسية التي تعيش بها. وتقول "تنتظرنا أشياء كثيرة في البحر الأحمر لنكتشفها، ونحن في جامعة الملك عبدالله نمتلك الموقع وجميع الأدوات والموارد اللازمة لإتمام".
Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus. comments powered by Disqus