فتوباکتری در پایش زیستی اکو سموم

سیستم های تحلیلی حاوی سیستم های آنزیمی عملکردی مختلف، سلول ها و میکروب ها به طور گسترده ای برای کارهای علمی و کاربردی زیست مانیتورینگ استفاده می شود. اخیرا توجه ویژه ای به فتوباکتری های حاوی حسگرهای زیستی بیولومینسانس شروع شده است. فناوری مورد استفاده در این فرآیند مبتنی بر عملکرد سوبسترا، بازدارنده یا القایی مواد بر روی اهداف خاصی از حسگرهای زیستی است که انرژی و یا متابولیسم ساختاری را در داخل سلول ها تغییر می دهند. شدت لومینسانس ساطع شده از یک جسم به عنوان یک شاخص کمی از یک جسم بیولوژیکی که به یک اثر خارجی پاسخ می دهد، عمل می کند. گستردگی کاربرد عملی فتوباکتری ها در بیومانیتورینگ محیطی، به سطح حساسیت واکنش های بیولومنسانس سلولی به طیف وسیعی از مواد دارای فعالیت سیتوتوکسیک و یا ژنوتوکسیک مربوط می شود. فتوباکتری ها انرژی شیمیایی را به سیگنال نورانی در سطحی که برای اندازه گیری های سریع و کمی در دسترس است تبدیل می کنند، که می توان با استفاده از آشکارسازهای نوری استاندارد، تخمین زد. انتشار ناشی از طیف وسیعی از مواد سمی، با پاسخ های موجود در سنجش های زیستی استاندارد با استفاده از ماهی، سخت پوستان و تک یاخته ها به خوبی همبستگی دارد، یعنی ۵۰ درصد کاهش انتشار (EC50) با LD50مرتبط است و ضریب همبستگی به ۰.۸۰-۰.۹۵می رسد. در طول مانیتورینگ زیستی، میکروارگانیسم های طبیعی و مهندسی ژنتیکی شده به عنوان مواد آزمایشی بیولومینسانس استفاده می شوند. استفاده از سلول ها برای مقاصد تحلیلی در مقایسه با سیستم های بدون سلول دارای مزایای متعددی است که در درجه اول به دلیل سطح بالای انتشار نور خود به خودی و همچنین اهداف متعدد موجود برای عملکرد عوامل شیمیایی مختلف مانند سموم، جهش زاها، مواد سرطان زا (زنوبیوتیک ها، فلزات سنگین، کربوهیدرات ها) و عوامل فیزیکی (اشعه UV و سایر انواع تشعشعات) است. هر دوی فتوباکتری های آزاد و بی حرکت به عنوان ارگانیسم نورافشان برای تشخیص مواد سمی استفاده می شوند. تعداد زیادی از مطالعات سال های اخیر از پلاسمیدهای luxCDABE مشتق شده از سویه های E. coli و دیگر سویه های باکتریایی برای تشخیص خاص شرایط استرس زا و همچنین عوامل آسیب رسان به DNA و هدف قرار دادن غشاء با منشاء آلی و معدنی استفاده کرده اند. داده های موجود، سنجش های مبتنی بر فوتوباکتریوم را به عنوان یک روش جهانی برای استفاده در مقیاس بزرگ از اقدامات برای کنترل اکولوژیکی آلاینده های محیطی پیشنهاد می کنند. با توجه به حساسیت بالا، سرعت بالا و کارایی اقتصادی آن در مقایسه با سایر سنجش ها، فناوری های سنجش بیولومینسانس برای تشخیص سریع علف کش ها، حشره کش ها و فلزات سنگین موجود در خاک، آب، فرم های آماده سازی و همچنین برای نظارت بر تبدیل زیستی و تخریب سموم، امیدوارکننده در نظر گرفته می شوند.

پاسخ انتشار از یک حسگر زیستی با استفاده از حالت های القایی و ساختاری اندازه گیری می شود. در رویکرد القایی، ژن های لوکس reporter به ژن های حسگر خاصی متصل می شوند که در آن هر دو نوع ژن توسط یک پروموتر مشترک هدایت می شوند. واکنش پروموتر به مواد شیمیایی خاص، منجر به لومینسانس القایی می شود. با رویکرد سازنده، ژن های لوکس reporter به یک پروموتر بیان شده پیوسته مرتبط می شوند. همانطور که توسط تعداد فزاینده ای از انتشارات مرتبط نشان داده شده است، هر دو نوع حسگر زیستی به طور مداوم در حال تکمیل و پیشرفت هستند.