طراحي نشانگرمولكولي جديد در رديابي ژن هاي مقاوم به فلزات سنگين در باكتري ها

Design a New Molecular Marker for Detection of Heavy Metal Resistance Genes in Bacteria

در دهه هاي اخير آلودگي بيوسفر توسط فلزات سنگين در اثر فرآيندهاي صنعتي از قبيل معدن كاري افزايش بي رويه اي داشته است كه در درازمدت مي تواند اثرات جبران ناپذيري را بر اكوسيستم خاك و سلامتي بشر بگذارد. لذا مطالعه مكانيسم هاي مقاومت به فلزات سنگين در محيط زيست بسيار حايز اهميت است. بنابراين كتابخانه ژني به عنوان يك ابزار مولكولي مناسب در بررسي ژن هاي مقاوم به فلزات توسعه پيدا كرده است. به منظور بررسي تنوع در تكثير ژن هاي محيطي دو روش طراحي آغازگر انجام گرفت و نتايج بايكديگر مقايسه شدكه در روش اول يك جفت آغازگر اختصاصي پي-سي آر براي رديابي ژن zntA P-type ATPase ZntA طراحي شد و در روش دوم يك جفت آغازگر لغزشي را براي ناحيه مشترك پنج ژن از خانواده ژنيP-type ATPase در باكتري هاي رالستونيا يوتروفا بورخلدريا سودومالي، كوپرياويدوس نكاتور، سدوموناس سيرنگي، و كوپرياويدوس تايوانيس طراحي گرديد. بعد از بررسي همولوژي آن در بانك ژني NCBI مشخص شد كه اين آغازگر لغزشي مي تواند در تكثير اين ژن در باكتري هاي فوق و چندين باكتري ديگر از نمونه هاي محيطي بسيار كارآمد باشد در نتيجه طراحي و استفاده از جفت آغازگرهاي لغزشي مي تواند به عنوان نشانگر مولكولي جديد در رديابي مكانيسم هاي مقاوم به فلزات در باكتري ها باشد همچنين ابزار بي نظيري را براي آناليز دراز مدت جوامع زيستي كه در معرض فلزات سنگين قرار گرفته اند فراهم مي كند.

In the last decades, the global increase in biosphere pollution by industrial activities like mining has driven environmental metal contents to toxic levels. For this reason, the study of the biological heavy metal resistance mechanisms in natural environments is important. Therefore, the gene library as an appropriate molecular tool for the detection of heavy metal resistance genes is developed. To evaluate the environmental variation in gene amplification, primers were designed using two methods and the results were compared to obtain the best primer. In the first method, we designed a specific PCR primer pair to detect zntA P-type ATPase ZntA gene sequences. In the second method, a degenerate primer pair was designed for the consensus region of 5 genes from P-type ATPase gene family in bacteria such as Ralstonia eutropha, Burkholderia pseudomallei, Cupriavidus necator, Pseudomonas syringae and Cupriavidus taiwanensis. After evaluation of homology in the NCBI gene bank, the results showed that these degenerate primers could be efficient for amplify metal resistance genes in many bacteria. The design and use of a PCR primer pair as a biological marker to track bacterial heavy metal resistance determinants provides an excellent tool for long term analysis of environmental communities exposed to metal pollution.