पर्यावरणीय परिस्थितियों के लिए बायोफिल्म की आंतरिक लचीलापन उन्हें बायोकैटलिसिस, बायोरेमेडिएशन, कृषि या उपभोक्ता स्वास्थ्य के लिए एक आकर्षक मंच बनाती है। हालांकि, इन क्षेत्रों में मुख्य चुनौतियों में से एक यह है कि लाभकारी बैक्टीरिया जरूरी नहीं कि बायोफिल्म निर्माण में अच्छे हों।
जेनेटिक इंजीनियरिंग आम तौर पर इस समस्या को हल करती है, लेकिन वैज्ञानिक बर्मिंघम विश्वविद्यालयस्कूल ऑफ केमिकल इंजीनियरिंग ने बायोकैटलिसिस में दक्षता बढ़ाने के लिए एक नई विधि का खुलासा किया है।
वैज्ञानिकों ने प्रेरित करने की उनकी क्षमता के लिए सिंथेटिक पॉलिमर के एक पुस्तकालय की पहचान की और उसकी जांच की बायोफिल्म निर्माण ई. कोलाई में। ई. कोलाई एक जीवाणु है जो आमतौर पर बायोकैटलिसिस में उपयोग किया जाता है।
इस स्क्रीनिंग में जीन और प्रोटीन का अध्ययन करने के लिए मौलिक विज्ञान में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले ई. कोलाई (एमसी4100) के एक स्ट्रेन का इस्तेमाल किया गया था और एक अन्य ई. कोलाई स्ट्रेन, पीएचएल644 की तुलना में बायोफिल्म बनाने में खराब होने के लिए जाना जाता है, जो कि विकास के माध्यम से प्राप्त एक आइसोजेनिक स्ट्रेन है। अच्छा बायोफिल्म पूर्व।
इस स्क्रीनिंग के माध्यम से बायोफिल्म विकास को बढ़ावा देने में सबसे प्रभावी रसायनों की पहचान की गई। हल्के से धनायनित पॉलिमर हाइड्रोफोबिक पॉलिमर द्वारा पार कर गए, जबकि सुगंधित और हेटेरोएरोमैटिक डेरिवेटिव ने तुलनीय स्निग्ध पॉलिमर से काफी बेहतर प्रदर्शन किया।
इन पॉलिमर की उपस्थिति में इनक्यूबेट किए गए दोनों स्ट्रेन के बायोमास और बायोकैटलिटिक गतिविधि की निगरानी से पता चला कि MC4100 ने PHL644 का मिलान किया और यहां तक कि बेहतर प्रदर्शन किया।
निष्कर्षों ने संकेत दिया कि पॉलिमर समाधान में अवक्षेपित होते हैं और कोगुलेंट के रूप में कार्य करते हैं, जो फ्लोक्यूलेशन नामक एक प्राकृतिक प्रक्रिया को उत्तेजित करते हैं जो बैक्टीरिया को बायोफिल्म बनाने के लिए ट्रिगर करता है।
स्कूल ऑफ केमिस्ट्री* के डॉ. फ्रांसिस्को फर्नांडीज ट्रिलो ने कहा, "हमने एक व्यापक रासायनिक स्थान की खोज की और सर्वोत्तम प्रदर्शन करने वाले रसायन शास्त्रों और पॉलिमर की पहचान की जो जैव प्रौद्योगिकी में एक कार्यकर्ता ई कोलाई की जैव उत्प्रेरक गतिविधि को बढ़ाते हैं। इसके परिणामस्वरूप सिंथेटिक पॉलिमर का एक छोटा पुस्तकालय बन गया है जो माइक्रोबियल संस्कृति के लिए सरल योजक के रूप में उपयोग किए जाने पर बायोफिल्म निर्माण को बढ़ाता है। हमारे सर्वोत्तम ज्ञान के लिए, वर्तमान में ऐसी कोई विधि नहीं है जो लाभकारी बैक्टीरिया के लिए बायोफिल्म को बढ़ावा देते समय यह सरलता और बहुमुखी प्रतिभा प्रदान करती है। ”
"ये सिंथेटिक पॉलिमर जीन संपादन के माध्यम से बायोफिल्म निर्माण के लिए लक्षणों को पेश करने की आवश्यकता को दरकिनार कर सकते हैं। यह महंगा, समय लेने वाला, अपरिवर्तनीय है, और इसे लागू करने के लिए सूक्ष्म जीव विज्ञान में एक कुशल व्यक्ति की आवश्यकता होती है। हमारा मानना है कि इस दृष्टिकोण का बायोकैटलिसिस के लिए बायोफिल्म्स से परे प्रभाव है। प्रोबायोटिक्स या यीस्ट जैसे अन्य सूक्ष्मजीवों के लिए उम्मीदवार पॉलिमर की पहचान करने और खाद्य विज्ञान, कृषि, बायोरेमेडिएशन या स्वास्थ्य में नए अनुप्रयोगों को विकसित करने के लिए एक समान रणनीति को नियोजित किया जा सकता है।
जर्नल संदर्भ:
- पवन अडोनी, एंड्री रोमान्युक, एट अल। संवर्धित बायोकैटलिसिस के लिए पॉलिमर-प्रेरित बायोफिल्म। मेटर। होरिज़ो।, 2022। डीओआई: 10.1039/डी2एमएच00607सी
