گاز نیتروس اکسید و معضلات کاهش آن
گاز نیتروس اکسید (N2O) بعد از کربن دی‌اکسید و متان، سومین گاز گلخانه‌ایِ قوی محسوب میشه. این گاز بدلیل فرآیندهای فیزیکی می‌تونه اکسیده بشه و تبدیل به مواد تخریب‌کننده لایه اوزون بشه. غلظت N2O در جو از دوران پیش از صنعتی شدن افزایش داشته و این موضوع، مسأله کاهش N2O رو به یه دغدغه جهانی تبدیل کرده.
منابع زیستیِ کاهش N2O
تنها منبع شناخته‌شده بیولوژیکی برای کاهش N2O در زیست‌کره، فرآیند دنیتریفیکاسیون میکروبی هستش. دنیتریفیکاسیون یک سری واکنش‌های کاهشیه که با نیترات شروع میشه و با تبدیل N2O به گاز نیتروژن، که فاقد اثر گلخانه‌ایه، خاتمه پیدا می‌کنه. این واکنش مختص میکروارگانیسم‌هایی هست که آنزیم N2O کاهنده (N2OR; NosZ) رو دارن. این موضوع اهمیت شناسایی مکانیزم‌های مولکولی‌ای که فعالیت بالای کاهش N2O رو واسطه‌گری می‌کنن، نشون می‌ده.
پژوهش‌های دانشگاه هوکایدو
محققان دانشگاه هوکایدو، به همراه همکاراشون در مؤسسه تحقیقات فیزیکی و شیمیایی (RIKEN) و دانشگاه واشنگتن، مشغول بررسی مکانیزم‌های مولکولی زیربناییِ کاهش N2O در یک گونه میکروبی به نام Nitrosophilus labii HRV44T شدن. این گونه در سال 2020 توسط محققین دانشگاه هوکایدو از یک چشمه هیدرروترمال در اعماق دریا کشف شد. تیم تحقیقاتی اخیراً نتایج پژوهش‌شون رو در نشریه iScience منتشر کردن.
روش‌های نوین تحلیل ژنتیکی
تیم تحقیقاتی یک روش جدید ابداع کردن که بهشون این اجازه رو می‌ده تا تحلیل بیان ژن رو در سطح ژنوم به صورت زمان‌بندی شده، که بهش ترنسکریپتوم میگن، با استفاده از RNA استخراج‌شده از تعداد خیلی کمی از سلول‌ها انجام بدن. سایاکا مینو، استادیار دانشکده علوم شیلات دانشگاه هوکایدو، می‌گه: «تحلیل ترنسکریپتوم HRV44T در مواجهه با N2O، پیچیده‌تر از اون چیزی بود که انتظار داشتیم.»
تحلیل ترنسکریپتومیک در میکروارگانیسم‌ها
ما تحلیل ترنسکریپتومیک رو با استفاده از روش‌هایی که معمولاً در مطالعات میکروبی به کار می‌رن، انجام دادیم. با این حال، نتونستیم پویایی بیان ژن رو در بازه‌های زمانی کوتاه به خوبی ثبت کنیم، چون امکان استخراج RNA کافی از تعداد اندکی سلول وجود نداشت. روشی که در این مطالعه استفاده شد، به فقط 1 نانوگرم RNA پیام‌رسان (mRNA نیاز داره که این ویژگی، اون رو برای آنالیز در تراکم‌های سلولی کم، که استخراج RNA ازشون خیلی سخته، مفید می‌کنه.
یافته‌های نوین در مورد بیان ژن‌های دنیتریفیکاسیون
پروفایل‌سازی ترنسکریپتومیک زمان‌بندی‌شده HRV44T نشون داد که N2O یک القاگر کلیدی برای بیان ژن‌های دنیتریفیکاسیون نیست. به عبارت دیگه، ژن‌های دنیتریفیکاسیون، حتی در غیاب اکسیدهای نیتروژن به عنوان پذیرنده‌های الکترون، در شرایط بی‌هوازی بیان می‌شن. رابرت م. موریس، استاد دانشگاه واشنگتن، می‌گه: «ما اینطور فرض می‌کنیم که این ویژگی ممکنه به متابولیسم انرژیِ کارآمد در محیط‌های هیدروترمال اعماق دریا کمک کنه، جاهایی که پذیرنده‌های الکترون جایگزین، بعضی وقتا کمبود دارن.»
جیرو تسوچیا، نویسنده اول این مقاله که پژوهشگر JSPS DC2 در دانشگاه هوکایدو هست، به همراه همکاراش، یک تحلیل آماری از داده‌های زمان‌بندی‌شده انجام دادن. تسوچیا می‌گه: «یافته‌های ما نشون می‌ده که ژن دنیتریفیکاسیون nosZ، تحت تأثیر تنظیم‌کننده‌های ترنسکریپشن منفی قرار داره که معمولاً در پاسخ به تغییرات محیطی، به عنوان فعال‌کننده‌های ترنسکریپشن عمل می‌کنن. اگرچه هنوز لازمه که این نتیجه رو با دقت بیشتری بررسی کنیم، اما این مطالعه، درک ما از مکانیسم‌های تنظیمی که بیان ژن رو در N2O-reducers کنترل می‌کنن، گسترش می‌ده و ممکنه به افزایش توانایی‌شون در تنفس N2O کمک کنه.»
پتانسیل میکروارگانیسم‌ها در محیط‌های هیدروترمال عمیق دریا
محیط‌های هیدروترمال عمیق دریا، دارای گرادیان‌های شیمیایی و فیزیکی تندی هستن که اونها رو به نقاط مهمی برای منابع زیستی تبدیل کرده. این مطالعه نشون می‌ده که میکروارگانیسم‌ها در این محیط‌ها می‌تونن به کاهش N2O کمک کنن که این موضوع، می‌تونه در مبارزه با تغییرات آب و هوایی مؤثر باشه. پیدا کردن منابع میکروبی‌ای که در کاهش گازهای گلخانه‌ای راندمان بالایی دارن، بهینه‌سازی توانایی‌های اونها و روشن کردن مکانیسم‌های مولکولی خاص این میکروارگانیسم‌ها، به توسعه فناوری‌های ترمیم محیط زیست توسط میکروارگانیسم‌ها کمک می‌کنه.
بیشتر بخوانید
مدیتیشن یک روز پربرکت برای جذب عشق وامنیت و سلامتی
خود هیپنوتیزم درمان زود انزالی در مردان توسط هیپنوتراپیست رضا خدامهری
تقویت سیستم ایمنی بدن با خود هیپنوتیزم
شمس و طغری
خود هیپنوتیزم ماندن در رژیم لاغری و درمان قطعی چاقی کاملا علمی و ایمن
خود هیپنوتیزم تقویت اعتماد به نفس و عزت نفس