वैज्ञानिकों ने बड़े जीवाणुओं की सतह पर रहने वाले छोटे जीवाणुओं की असामान्य जीवनशैली के लिए आवश्यक जीन की खोज की है। सहयोगी बैक्टीरिया छोटे सूक्ष्मजीवों का एक रहस्यमय समूह है जिनके जीवन के तरीके मायावी हैं। हालाँकि वैज्ञानिक इनमें से केवल कुछ प्रजातियों की ही खेती कर सकते हैं, वे कई वातावरणों में पाए जाने वाले विविध परिवार का हिस्सा हैं।
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ से पता चलता है कि छोटी बैंगनी कोरिनेबैक्टीरियम कोशिकाएं एक बहुत बड़ी कोशिका की सतह पर बढ़ रही हैं। सिएटल में यूडब्ल्यू मेडिकल सेंटर में जोसेफ मौगस की प्रयोगशाला के नेतृत्व में नए शोध से उनके जीवन चक्र, जीन और उनकी असामान्य जीवनशैली के पीछे के कुछ आणविक तंत्र का पता चलता है। ये एपिफाइटिक बैक्टीरिया साउथलाकिया एपिबियोन्टिकम हैं। छवि क्रेडिट: याक्सी वांग, वाईपांग चान, और स्कॉट ब्रासवेल/वाशिंगटन विश्वविद्यालय
Corynebacterium की कुछ प्रजातियां जिन्हें शोधकर्ता प्रयोगशाला में विकसित करने में सक्षम थे, वे दूसरे, बड़े मेजबान सूक्ष्म जीव की कोशिका सतह पर रहते हैं। कोरिनेबैक्टीरिया में आम तौर पर जीवन के लिए आवश्यक कई अणुओं को बनाने के लिए आवश्यक जीन की कमी होती है, जैसे कि अमीनो एसिड जो प्रोटीन बनाते हैं, फैटी एसिड जो झिल्ली बनाते हैं, और डीएनए में न्यूक्लियोटाइड होते हैं। शोधकर्ताओं ने अनुमान लगाया कि कई अकशेरुकी जीव बढ़ने के लिए अन्य जीवाणुओं पर निर्भर रहते हैं।
सेल में प्रकाशित एक हालिया अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने पहली बार Corynebacterium की असामान्य जीवनशैली के पीछे आणविक तंत्र का खुलासा किया है। यह सफलता इन जीवाणुओं को आनुवंशिक रूप से हेरफेर करने के तरीकों की खोज से संभव हुई, एक प्रगति जो संभावित नए शोध दिशाओं की दुनिया खोलती है।
सिएटल में इंस्टीट्यूट फॉर सिस्टम्स बायोलॉजी के नितिन एस बालिगा ने कहा, "हालांकि मेटाजेनोमिक्स हमें बता सकता है कि कौन से रोगाणु हमारे शरीर पर और अंदर रहते हैं, अकेले डीएनए अनुक्रम हमें उनकी लाभकारी या हानिकारक गतिविधियों के बारे में जानकारी नहीं देते हैं, खासकर रोगाणुओं के लिए।" "
"आनुवंशिक रूप से बाधित करने की क्षमता कोरिनेबैक्टीरियम एक शक्तिशाली सिस्टम विश्लेषणात्मक लेंस को लागू करने की संभावना को खोलता है ताकि ओब्लिगेट पेरिफाइटन की अनूठी जीव विज्ञान को तेजी से चिह्नित किया जा सके।'' कई अज्ञात बैक्टीरिया जिनके डीएनए अनुक्रम पर्यावरणीय स्रोतों से प्रजाति-समृद्ध माइक्रोबियल समुदायों में खोजे गए जीनोम के बड़े पैमाने पर आनुवंशिक विश्लेषण में दिखाई दिए। इस आनुवंशिक सामग्री को "माइक्रोबियल डार्क मैटर" कहा गया है क्योंकि इसके एन्कोड किए गए कार्यों के बारे में बहुत कम जानकारी है। सेल जर्नल के एक पेपर में बताया गया है कि माइक्रोबियल डार्क मैटर में संभावित जैव-तकनीकी अनुप्रयोगों के लिए जैव रासायनिक मार्गों के बारे में जानकारी हो सकती है आणविक गतिविधियों के लिए जो माइक्रोबियल पारिस्थितिक तंत्र और इस प्रणाली में एकत्रित होने वाली विभिन्न माइक्रोबियल प्रजातियों के कोशिका जीव विज्ञान का समर्थन करती हैं कम से कम मेसोलिथिक युग और मानव मौखिक स्वास्थ्य में शामिल किया गया हैमानव मौखिक गुहा में, सैकेरोबैक्टीरियम को एक्टिनोमाइसेट्स की कंपनी की आवश्यकता होती है, जो उनके मेजबान के रूप में कार्य करते हैं। यह बेहतर ढंग से समझने के लिए कि यीस्ट अपने मेजबान के साथ कैसे संपर्क करता है, शोधकर्ताओं ने यीस्ट के बढ़ने के लिए आवश्यक सभी जीनों की पहचान करने के लिए आनुवंशिक हेरफेर का उपयोग किया।
माइक्रोबायोलॉजी प्रोफेसर मौगस ने कहा: "हम इन जीवाणुओं द्वारा किए गए असामान्य जीन के कार्य की प्रारंभिक समझ पाने के लिए बहुत उत्साहित हैं। भविष्य में इन जीनों पर ध्यान केंद्रित करके, हम इस रहस्य को उजागर करने की उम्मीद करते हैं कि ग्लाइकोबैक्टीरिया बढ़ने के लिए मेजबान बैक्टीरिया का उपयोग कैसे करते हैं।"
अध्ययन में पहचाने गए संभावित मेजबान-इंटरैक्टिंग कारकों में कोशिका सतह संरचनाएं शामिल हैं जो सैकेरिबैक्टीरियम को मेजबान कोशिकाओं से जुड़ने में मदद कर सकती हैं, और विशेष स्राव प्रणालियां जिनका उपयोग पोषक तत्वों के परिवहन के लिए किया जा सकता है।
लेखकों के काम का एक अन्य अनुप्रयोग फ्लोरोसेंट प्रोटीन को व्यक्त करने वाले खमीर कोशिकाओं की पीढ़ी है। इन कोशिकाओं का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने मेजबान बैक्टीरिया के साथ-साथ बढ़ रहे सैकेरिबैक्टीरियम की टाइम-लैप्स माइक्रोफ्लोरेसेंस इमेजिंग का प्रदर्शन किया।
S. मूगर्स प्रयोगशाला के एक वरिष्ठ वैज्ञानिक ब्रुक पीटरसन ने कहा: "सैकेरोबैक्टीरियम-मेजबान सेल संस्कृतियों की टाइम-लैप्स इमेजिंग से इन असामान्य बैक्टीरिया के जीवन चक्र की आश्चर्यजनक जटिलता का पता चलता है।"
शोधकर्ताओं की रिपोर्ट है कि कुछ यीस्ट मातृ कोशिकाओं के रूप में काम करते हैं, मेजबान कोशिकाओं से जुड़े रहते हैं और छोटी संतान पैदा करने के लिए बार-बार उभरते हैं। ये छोटे लोग नई मेजबान कोशिकाओं की खोज जारी रखते हैं। कुछ संतानें बदले में मातृ कोशिकाएँ बन जाती हैं, जबकि अन्य अपने मेजबानों के साथ अनायास ही बातचीत करती दिखाई देती हैं।
शोधकर्ताओं का मानना है कि अतिरिक्त आनुवंशिक हेरफेर अध्ययन "इन जीवों द्वारा संरक्षित माइक्रोबियल डार्क मैटर के समृद्ध भंडार" के रूप में वर्णित भूमिका की व्यापक समझ के द्वार खोलेंगे और संभावित रूप से उन जैविक तंत्रों को उजागर करेंगे जिनकी अभी तक कल्पना नहीं की गई है।