کاربردهای ژنتیکی Vibrio natriegens با تاکید بر قابلیت های ویژه آن: رشد فوق سریع و سازگاری با شوری بالا

Vibrio natriegens یک باکتری گرم منفی، دریازی و شورپسند است که به دلیل زمان دوبرابرشدن بسیار کوتاه، در شرایط بهینه کمتر از ۱۰ دقیقه، به عنوان یکی از سریع ترین باکتری های شناخته شده مورد توجه زیست شناسی مصنوعی و زیست فناوری صنعتی قرار گرفته است. با این حال، اهمیت این باکتری تنها به سرعت رشد بالای آن محدود نمی شود؛ توانایی رشد در محیط های دارای شوری بالا، ظرفیت زیاد برای جذب و مصرف سریع منابع کربنی، انعطاف پذیری متابولیکی و برخورداری از سامانه های کارآمد همانندسازی، رونویسی و ترجمه، مجموعه ای از ویژگی های منحصربه فرد را ایجاد کرده اند که V. natriegens را به یک شاسی میکروبی نسل جدید برای مهندسی ژنتیک و زیست تولید پایدار تبدیل می کند. هدف مقاله حاضر، مرور و تحلیل قابلیت های زیستی و ژنتیکی این باکتری با تاکید بر ارتباط میان رشد فوق سریع، سازگاری با شوری بالا و کاربردهای زیست فناورانه آن است. توسعه ابزارهایی نظیر بیان ژن مبتنی بر سامانه T۷، شایستگی طبیعی القاشونده، مهندسی چندگانه ژنوم با روش MuGENT و سامانه های مبتنی بر CRISPR، امکان دست کاری سریع و هدفمند ژنوم و بازطراحی مسیرهای متابولیکی این باکتری را فراهم کرده است. این قابلیت ها در تولید متابولیت ها و پروتئین های نوترکیب، سامانه های بدون سلول و زیست پالایی به کار گرفته شده اند. از سوی دیگر، ماهیت شورپسند این باکتری امکان استفاده از محیط های کشت شور و آب دریا و توسعه فرایندهای تخمیری با نیاز کمتر به شرایط استریل را مطرح ساخته است که می تواند از نظر کاهش مصرف آب شیرین، انرژی و هزینه های فرایندی برای زیست تولید پایدار اهمیت داشته باشد. با وجود چالش هایی نظیر نیاز به توسعه بیشتر جعبه ابزار ژنتیکی، پایداری سویه های مهندسی شده و اثبات عملکرد در مقیاس صنعتی، مجموعه شواهد موجود نشان می دهد که هم افزایی میان رشد فوق سریع، تحمل شوری، انعطاف پذیری متابولیکی و مهندسی پذیری ژنتیکی، V. natriegens را به یکی از میزبان های امیدبخش برای نسل آینده زیست شناسی مصنوعی و زیست تولید پایدار تبدیل کرده است.

کلیدواژه ها:

Vibrio natriegens ، رشد فوق سریع ، شوری بالا ، مهندسی ژنتیک ، زیست شناسی مصنوعی ، مهندسی متابولیک ، زیست تولید پایدار.