بررسي ژن مقاومت به روي در سودوموناس استوتزري مقاوم به روي و نانوذرات ‌اكسيد روي جداسازي شده از خاك

Analysis of zinc resistance gene in zinc and zinc oxide nanoparticles resistant Pseudomonas stutzeri SEE-1 isolated from soil

چكيده سابقه و هدف: آلودگي محيط با فلزات سنگين سمي مشكل جهاني مي‌‌باشد. ميكروارگانيسم‌ها مكانيسم هاي مختلفي را به منظور كاهش غلظت درون سلولي فلزات و ساير آلوده‌كننده‌هاي سمي محيطي دارند. اين مطالعه با هدف بررسي ژن مقاومت به روي در سودوموناس استوتزري مقاوم به روي و نانوذرات ‌اكسيد روي جداسازي شده از خاك انجام شد. مواد و روش‌ها: اين مطالعه بر روي سويه سودوموناس استوتزري جدا شده از خاك غني شده با MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether) در پژوهش هاي قبلي انجام شد. بالاترين غلظت قابل تحمل اين سويه در حضور يون‌هاي روي، نانو‌ذرات اكسيد روي و آنتي‌بيوتيك‌هاي مختلف بررسي گرديد. از روش واكنش زنجيره‌اي پلي‌مراز براي بررسي ژن czcC استفاده شد. توالي نوكليوتيدي به توالي پروتييني ترجمه شد و با توالي‌هاي جزيي پروتيين CzcC در ديگر باكتري‌هاي مقاوم به روي هم تراز گرديد. يافته ها: بالاترين غلظت قابل تحمل نشان داد كه اين سويه توانايي رشد در غلظت‌هاي بالاي يون‌هاي روي (تا mM4) و نانوذرات اكسيد روي (تا µg ml-1 600) را دارا مي باشد. پرايمرهاي استفاده شده براي تكثير ژن مقاوم به روي czcC تقريباً يك باند 250 جفت بازي ايجاد نمودند. مقايسه czcC با توالي‌هاي ديگر در بانك ژن شباهت 100 درصدي با ژن czcC در باكتري سودوموناس استوتزري 1501 را نشان داد. نتيجه‌گيري: نتايج اين پژوهش نشان داد كه خاك‌هاي آلوده به فلزات سنگين منابع بالقوه‌اي براي جداسازي سويه‌هاي مقاوم به فلزات سنگين و نانواكسيدهاي فلزي مي‌باشند. درك اساس ژنتيكي مقاومت به فلزات سنگين در باكتري‌ها مي‌تواند به استفاده بهتر از اين مكانيسم‌هاي طبيعي براي بهبود محيط زيست همه موجودات زنده منجر گردد.

Abstract Background & Objectives: Environmental pollution to toxic heavy metals is one of global environmental problems. Microorganisms perform several mechanisms to reduce the intracellular concentration of toxic pollutants. The objective of this study was to identify zinc resistance determinant (czcC gene) in zinc resistant Pseudomonas stutzeri SEE-1 isolated from soil. Materials & Methods: The strain was performed on a P. stutzeri strain isolated previously from soil by culture on MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether). The maximum tolerable concentrations of zinc ions and zinc oxide nanoparticles were determined. PCR amplification was used to investigate the czcC gene. The nucleotide sequence was translated into protein sequence and its sequence was compared with other similar sequences in other zinc resistant bacteria. Results: The highest tolerable concentrations of zinc ion and zinc nanooxide was measured at 4mM and 600 µg ml-1, respectively. The primers used for the amplification of the Zn-resistance gene (czcC) yielded a approximately 250 bp band. The comparison of czcC with other sequences in the gene bank database demonstrated 100% similarities with czcC gene in P. stutzeri 1501. Conclusion: The results of this study showed that soils contaminated with heavy metals are potential sources for the isolation of resistant strains to heavy metals and metal oxide nanoparticles. Understanding the genetic basis of bacterial resistance to heavy metals can improve application of these natural mechanisms to provide a safer environment for all living things.