საქართველოს თერმული წყლებიდან ბიოტექნოლოგიური პოტენციალის მქონე თერმოფილური მიკროორგანიზმების გამოყოფა და დახასიათება

ავტორი: ნათია გელიაშვილი
თანაავტორები: ნილს-კორა ბირკლანდი, ეკატერინე ჯაიანი, ნუნუკა მიცკევიჩი
ანოტაცია:

ანოტაცია თერმოფილური ბაქტერიები ნაკლებად შესწავლილი, თუმცა მეტად საინტერესო და მნიშვნელოვანი მიკროორგანიზმებია ინდუსტრიული ფერმენტების წარმოქმნის თვალსაზრისით. თერმოფილურ მიკროორგანიზმების ზრდის ოპტიმალური ტემპერატურა 50 -79℃ გრადუსია. აღნიშნული მიკრობები ძირითადად ბაქტერიებისა და არქეების დომენებს მიეკუთვნებიან. საქართველოში არსებული თერმული წყლები მიკროორგანიზმთა შემცველობის და მათი მრავალფეროვნების თვალსაზრისით არასაკმარისადაა შესწავლილი. ჩვენი კვლევის მიზანს სწორედ საქართველოს თერმული წყლებიდან თერმოფილური მიკროორგანიზმების გამოყოფა, დახასიათება და მათი ბიოტექნოლოგიური პოტენციალის შეფასება წარმოადგენდა. წყლის ნიმუშები შეგროვებულ იქნა შიდა ქართლში, სოფელ შაკშაკეთსა და აგარაში არსებული თერმული ჭაბურღილებიდან. ექპსერიმენტების შედეგად, შეგროვებული წყლის ნიმუშებიდან გამოყოფილ იქნა სამი თერმოფილური მიკროორგანიზმის შტამი, რომლებიც შემდგომი ბიოქიმიური თავისებურებებისა შესწავლისა და 16S რიბოსომული რნმ-ის გენების სექვენირების საფუძველზე იდენტიფიცირდნენ როგორც Fervidobacterium sp., Caloramator australicus და Pseudothermotoga lettingae. გამოყოფილი ბაქტერიული შტამების მეტაბოლური თავისებურებების შესწავლამ გამოავლინა ბიოტექნოლოგიური პოტენციალის მქონე იზოლატი, კერძოდ, Fervidobacterium sp.GSH, რომელიც ხასიათდებოდა კერატინის დაშლის უნარით, რაც დღესდღეობით ინდუსტრიის ერთ-ერთ მნიშვნელოვან გამოწვევას წარმოადგენს. შესაბამისად, აღნიშნული მიკროორგანიზმი უფრო დეტალურად იქნა შესწავლილი. განხორციელებული კვლევების საფუძველზე დადგინდა, რომ Fervidobacterium sp. GSH იზოლატის ზრდის საშუალო ტემპერატურა 75℃-ს შეადგენს, არ წარმოქმნs სპორებს, აქვს ფართო სპექტრის ნახშირწყლების როგორებიცაა, გლუკოზა, ლაქტოზა, არაბინოზა, ქსილოზები და სხვა მოხმარების უნარი, და რაც ყველაზე მნიშვნელოვანია იზოლატი წარმოქმნის ნატიური ბუმბულის დაშლისთვის აუცილებელ ფერმენტებს. ჩვენს მიერ ჩატარებული კვლევების ფარგლებში განხორციელდა კერატინის (ბუმბულის ძირითადი შემადგენელი კომპონენტი) დაშლაში მონაწილე ძირითადი ცილის გამოვლენა, მისი მაკოდირებელი გენის კლონირება და ექსპრესია E.coli-ს შტამში, ექსპრესირებული ცილის სტრუქტურის და მისი ფერმენტული აქტივობის შესწავლა. ასევე, ჩვენს მიერ შესწავლილ იქნა სამიზნე ბაქტერიული იზოლატის გენეტიკური მახასიათებლები, განხორციელდა საკვლევი შტამის და იგივე გვარის ახლომონათესავე სახეობების გენომების შედარებითი შესწავლა. განხორციელებული კვლევების საფუძველზე დადგინდა, რომ გამოყოფილი შტამი, Fervidobacterium sp. GSH შესაძლოა ახალ ბაქტერიულ სახეობას მიეკუთვნებოდეს, რომელსაც ბიოტექნოლოგიაში, კერძოდ, კერატინის დეგრადაციის პროცესებში გამოყენების მაღალი პოტენციალი გააჩნია.