جداسازي و شناسايي مولكولي يك سويه جديد از Microbacterium resistens، قادر به تحمل شرايط سخت

Isolation and molecular identification of a new strain of Microbacterium resistens, capable of tolerating the extreme conditions

مقدمه: استفاده از باكتري هاي مقاوم به اشعه، فرابنفش و ديگر شرايط سخت، براي پاك‏سازي زيستي و بازيابي فلزات موجود در زباله هاي محيطي و صنعتي به خاطر توانايي بقا و كاتاليز عملكردي مطلوب تحت شرايط استرس بالاي اشعه بسيار حايز اهميت است. مواد و روش‏‏ها: پس از غربال‏گري اوليه و ثانويه به‏وسيله تابش اشعه با لامپ UV، يك جدايه به‏دست آمد كه براساس ويژگي هاي ريخت‏شناسي و بيوشيميايي، تعيين توالي ژن S rRNA16 و تحليل فيلوژنتيك، شناسايي شد. به منظور مطالعه ويژگي‏هاي مقاومت جدايه فوق، سويه در معرض برخي شرايط سخت از قبيل اشعه فرابنفش (25 ژول)، خشكي (28 روز)، هيدروژن پراكسيد (1 تا 5 درصد)، ميتومايسين C (1 تا 8 ميكروگرم)، غلظت هاي مختلف نمك (5 تا 25 درصد) و مقادير مختلف اسيديته ‏(1تا 11) گذاشته و رشد يا بقاي باكتري در محيط TGY به‏وسيله اسپكترومتري يا فلوسيتومتري ارزيابي شد. نتايج: جدايه MG6 باكتري ميله اي گرم مثبت مقاوم به اشعه فرابنفش بود كه توالي S rRNA16 آن 7/99 درصد ‏‏شباهت با Microbacterium resistens نشان داد. اين شباهت با تحليل فيلوژنتيك تاييد شد. رشد بهينه سويه در اسيديته 5 ‏و غلظت 5 درصد ‏‏كلريدسديم ديده شد. همچنين به غلظت 1تا 4 درصد ‏‏ هيدروژن پراكسيد و 2 ميكروگرم ميتومايسين C مقاومت نشان داد. تحليل ميزان بقا نشان داد كه اين سويه در مقايسه با Deinococcus radiodurans R1 مقاومت بالايي در برابر اشعه فرابنفش، ولي در برابر خشكي مقاومت متوسطي دارد. بحث و نتيجه‏گيري: در اين تحقيق، سويه جديدي از M. resistens جداسازي شد كه مقاوم به اشعه UV بود و تحمل برخي شرايط سخت مثل اسيديته، عوامل اكسيدان و موتاژن، شوري و خشكي را نيز نشان داد. مقاومت سويه MG6 به اشعه UV قابل مقايسه با سويه مقاوم به اشعه D. radiodurans R1 بود. تحقيق حاضر اولين گزارش درباره مقاومت به شرايط سخت سويه جديد M. resistens در ايران مي باشد.

Introduction: The use of resistant bacteria to radiation and other extreme conditions for bioremediation of the environmental and radioactive waste is very important due to their survivability and catalytic efficiency under high stress conditions. Materials and methods: After primary and secondary screening by irradiation with UV lamp, one isolate was obtained and identified on the basis of morphological and biochemical characteristics, 16S rRNA gene sequencing and phylogenetic analysis. In the next step, the isolate was exposed to extreme conditions such as: UV-radiation (25J/cm2), desiccation (28 days), %1-5 hydrogen peroxide, mitomycin C (1-8µg), salinity (%5-25 NaCl) and different pHs (pH 1.0-11) during or after culture in TGY medium. Bacterial growth or survival was analyzed by spectrometry or flow cytometry. Results: Isolated strain MG6 was an ultraviolet-resistant, Gram-positive, and rod shaped bacterium that its 16S rDNA sequences showed %99.69 similarity with Microbacterium resistens. This similarity was confirmed by phylogenetic analysis. Optimal growth rate of strain MG6 occurred at pH 5, %5 (w/v) NaCl and tolerated %1- 4 H2O2 and 2µg of mitomycin C. Analysis of viability indicated that this strain had highly resistance to UV-C radiation but moderately resistance to showed desiccation. Discussion and conclusion: In this study, a new strain of M. resistens was isolated which was UV-resistant and showed tolerance to several extreme conditions such as: low pH, oxidant and mutagen agents, salinity and desiccation. The UV resistance of strain MG6 was comparable with Deinococcus radiodurans R1. This research was the first study on multiple extreme resistance of M. resistens new isolated strain (MG6) in Iran. Also this strain could be a candidate for the future researches such as bioremediation of radioactive waste sites. Key words: UV-resistance, Microbacterioum resistens, Flow cytometry, Extreme conditions