सूक्ष्मजीवी की दुनिया
सूक्ष्म जीव और उनके सहयात्री
सूक्ष्मजीवी की दुनिया
हम सभी ने शायद पहले इसका अनुभव किया है: हल्की गर्मी की बारिश के बाद बाहर मिट्टी की खुशबू। पेट्रीचोर नामक यह गंध मुख्य रूप से Streptomyces जीनस में बैक्टीरिया द्वारा उत्पादित रासायनिक जियोस्मिन से बनी होती है। ये streptomycetes न केवल इस पदार्थ के उत्पादन के लिए जाने जाते हैं, बल्की वे आज क्लीनिक में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश एंटीबायोटिक दवाओं के उत्पादन के लिए शायद अधिक प्रसिद्ध हैं।
मिट्टी में अपने प्राकृतिक आवास में streptomycetes पौधे के स्वास्थ्य और उनकी उत्पादकता में सुधार करने में मदद कर सकते हैं। इससे वह फसल की पैदावार के लिए स्थायी समाधान प्रदान कर सकते हैं। इसके फिलामेंटस एक फफूंद की तरह बढ़ते हैं, क्योंकि वे हाइफे का उत्पादन करते हैं जो एक फफूंद का जाल और बीजाणु बनाते हैं (यहाँ फफूंद हाइफे के विकास के बारे में और पढ़ें)। Streptomycetes गैर-प्रेरक हैं और हवा के माध्यम से या फिर कीड़ों के माध्यम से लंबी दूरी पर अपने बीजाणुओं को वितरित कर सकते हैं। हालाँकि, अब तक यह स्पष्ट नहीं था कि वे अपने पसंदीदा सूक्ष्म वातावरण, जैसे कि पौधे की जड़ प्रणाली तक पहुँचने के लिए खुद को छोटी दूरी (कुछ सेंटीमीटर) पर कैसे स्थानांतरित करते हैं।
हाल ही में, एरियन ब्रीगल के समूह के एक अध्ययन ने देखा कि Streptomyces बीजाणुओं को इतनी छोटी दूरी पर कैसे ले जाया जा सकता है। उन्होंने माइक्रोस्कोपी, गतिशीलता परख और आनुवंशिकी का उपयोग यह प्रदर्शित करने के लिए किया कि बीजाणु गतिशील मिट्टी में रहने वाले जीवाणुओं पर कूदते हैं और उन्हें टैक्सी के रूप में उपयोग करते हैं! अधिक विशेष रूप से, उन्होंने देखा कि कैसे Bacillus subtilis (बीएस) फ्लैगेला से सीधे लगाव द्वारा Streptomyces coelicolor (एससी – एस। कोलीकोलर के बारे में अधिक) बीजाणुओं को स्थानांतरित करता है।
उन्होंने कई गतिशीलता प्रयोग किए, जहां उन्होंने एक या दोनों बैक्टीरिया को एक प्लेट पर रखा और उनके विकास को देखा। उन्होंने देखा कि एससी बीजाणु केवल बीएस की वृद्धि के संयोजन में चलते हैं, और वे बीएस के विकास के समान दिशा में आगे बढ़ते हैं। तस्वीरों के लिए नीचे दिए गए चित्र में ए और बी देखें। एक तीसरा दिलचस्प अवलोकन यह था कि बी बीजाणुओं को पौधे के ऊतकों (नीचे चित्र, सी) के करीब ले जाता है, न कि प्लेट के चारों ओर एक यादृच्छिक पैटर्न में जैसा कि ए में दिखाया गया है।
बीएस के दो तरीके हैं जिसमें वह अपने फ्लैगेला का उपयोग करके खुद को परिवहन कर सकता है: वे तरल वातावरण में तैरते और ठोस सतहों पर झुंड में रहते हैं। शोधकर्ताओं ने दिखाया कि एससी बीजाणुओं का परिवहन केवल तब किया जाता है जब बीएस झुंड में थे, पर तब नहीं जब बीएस तैर रहे थे । इसके अलावा, बीएस सतहों पर ‘स्लाइडिंग’ करके आगे बढ़ सकता है। उन्होंने एक स्थिर बीएस (फ्लैजेला के साथ लेकिन फ्लैगेला को स्थानांतरित नहीं कर सकते) बनाम एक बीएस का इस्तेमाल किया, जिसमें यह दिखाने के लिए कोई फ्लैगेला नहीं है कि फ्लैगेला की उपस्थिति में बैक्टीरिया के स्लाइडिंग गति द्वारा बीजाणु के फैलाव की सुविधा थी।
इलेक्ट्रॉन- और फ्लोरोसेंस माइक्रोस्कोपी के साथ लेखकों ने पुष्टि की कि फ्लैगेला और बीजाणुओं के बीच वास्तव में एक संबध है, न कि बीएस सेल और एससी बीजाणुओं के बीच।
Streptomyces coelicolor बीजाणु एक नई जगह की यात्रा के लिए एक टैक्सी के रूप में बैक्टीरिया का उपयोग करते हैं। शोधकर्ताओं ने कई अन्य streptomycetes को देखा और पाया कि उनके बीजाणुओं को एक जीवाणु टैक्सी द्वारा भी स्थानांतरित किया जा सकता है। लेकिन वे वास्तव में इस फ्लैगेलम-सवारी को कैसे पकड़ते हैं?
अधिकांश Streptomyces बीजाणुओं में रॉडलिन प्रोटीन से बना एक मोटा प्रोटीन कोट होता है। दिलचस्प बात यह है कि उनके द्वारा परीक्षण किए गए अन्य स्ट्रेप्टोमाइसेट उपभेदों में से एक, Streptomyces avermitilis, में ये सतह प्रोटीन नहीं होते हैं और अन्य स्ट्रेप्टोमाइसीट बीजाणुओं तक आगे बढ़ने में सक्षम नहीं थे। यह पुष्टि करने के लिए कि यह रॉडलिन कोट सहयात्री के लिए आवश्यक था, उन्होंने एक उत्परिवर्ती एससी का परीक्षण किया जिसमें इस रॉडलिन कोट की भी कमी थी। उन्होंने पाया कि यह अब सहयात्री के लिए सक्षम नहीं था। अतः ये रॉडलिन प्रोटीन बीजाणुओं को कशाभिका से जोड़ने के लिए महत्वपूर्ण प्रतीत होते हैं।
बीएस न केवल बीजाणुओं के लिए एक टैक्सी के रूप में कार्य करता है, बल्की लेखकों ने यह भी दिखाया कि फ्लैगेला के साथ अन्य मिट्टी में रहने वाले बैक्टीरिया Pseudomonas fluorescens जैसे बीजाणुओं का परिवहन कर सकते हैं। तो हिचहाइकिंग एक व्यापक तंत्र है जो स्ट्रेप्टोमाइसेस बीजाणुओं को एक सेंटीमीटर तक फैलाने की अनुमति देता है। Sc द्वारा उपयोग किए जाने वाले प्रेरक जीवाणु पौधों की जड़ों से संबद्ध होने के लिए जाने जाते हैं। इसलिए सहयात्री तंत्र एक लाभकारी वातावरण के लिए परिवहन मार्ग प्रदान कर सकता है। पौधों की जड़ें बैक्टीरिया के लिए क्यों फायदेमंद होती हैं? आम तौर पर, पौधों की जड़ों के आसपास का क्षेत्र पौधों की जड़ों के एक्सयूडेट्स से समृद्ध होता है, और बैक्टीरिया इन मेटाबोलाइट्स का उपयोग अपने विकास के लिए कर सकते हैं। बदले में, बैक्टीरिया, और विशेष रूप से Streptomyces, एंटीबायोटिक्स का उत्पादन करते हैं जो पौधे को संभावित फाइटोपैथोजेन से बचा सकते हैं।
इस खोज का औद्योगिक पहलों के लिए निहितार्थ हो सकता है जिसका उद्देश्य Streptomyces रूट उपनिवेशीकरण के लिए मिट्टी की स्थिति में सुधार करना है। इसके अलावा, बीजाणुओं की हिचहाइकिंग में अंतर्दृष्टि अन्य बीजाणु बनाने वाले जीवों द्वारा अज्ञात संक्रमण तंत्र को स्पष्ट कर सकती है, जैसे कि मानव रोगज़नक़ Aspergillus fumigatus, या पौधे रोगज़नक़ Aspergillus niger, जो कि मोटाइल बैक्टीरिया के साथ बातचीत करने के लिए भी जाने जाते हैं।
मूल पोस्ट का लिंक: Muok, A.R., Claessen, D. & Briegel, A. Microbial hitchhiking: how Streptomyces spores are transported by motile soil bacteria. ISME J (2021).
निरूपित चित्र: क्रिएटिव कॉमन लाइसेंस के तहत मूल लेख से चित्र https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
अनुवादक: दिशा टंडन
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