Vyana Universitetinin Mikrobiologiya və Ətraf Mühit Sistemləri Elmləri Mərkəzinin (CeMESS) rəhbərlik etdiyi beynəlxalq tədqiqat qrupu 2015-ci ildə ilk dəfə müəyyən etdikləri komamoks bakteriyalarının yeganə olaraq azotla zəngin üzvi birləşmə olan guanidindən istifadə edərək inkişaf edə biləcəyini aşkar ediblər. enerji və azot mənbəyidir. Bu unikal qabiliyyət bu müəmmalı mikrobların məqsədyönlü şəkildə becərilməsi üçün yeni imkanlar açır və həm də kənd təsərrüfatında azot oksidi emissiyalarının azaldılması üçün əsas ola bilər.

Araşdırmanın nəticələri bu yaxınlarda Nature jurnalında dərc olunub .

Nitrifikasiya, ammiakın nitrit vasitəsilə nitrata çevrilməsi, nitrifikatorlar adlanan xüsusi mikroorqanizmlər tərəfindən həyata keçirilir. Bu proses demək olar ki, bütün ekosistemlərdə qlobal biogeokimyəvi azot dövrü üçün son dərəcə vacibdir, lakin qlobal dəyişikliklərdə qeyri-müəyyən rol oynayır .

Bir tərəfdən, nitrifikasiya güclü istixana qazının və ozonu məhv edən azot oksidinin emissiyasına kömək edir və kənd təsərrüfatında böyük miqdarda gübrə itkisinə səbəb olur, nəticədə su obyektlərinin evtrofikasiyası baş verir. Digər tərəfdən, nitrifikasiya tullantı sularının təmizləyici qurğularında qida maddələrinin çıxarılması üçün bioloji təmizləmə mərhələsi kimi əvəzolunmazdır, beləliklə, su obyektlərini çirkab sulardan həddindən artıq azot girişindən qoruyur. Tədqiqat müəllifləri indi daha az azot oksidi yayan mühitdə nitrifikatorları təşviq edə biləcək bir yol tapdılar.

“Yaşıl” nitrifikatorlar

Komammoks bakteriyaları “yaşıl” nitrifikatorlar hesab olunur, çünki bir çox digər nitrifikatorlardan fərqli olaraq, onlar maddələr mübadiləsinin əlavə məhsulu kimi yalnız az miqdarda azot oksidi istehsal edir və təmizləyici qurğularda tullantı sularından azot birləşmələrini səmərəli şəkildə təmizləyirlər. 19-cu əsrdə nitrifikatorların kəşfindən bəri bu mikroorqanizmlərin ancaq ammonyak və karbamid ilə tənəffüs edə bildiyi güman edilirdi. 2015-ci ildə Michael Wagner və Holger Daims-in rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupları bəzi nitrifikatorların enerji mübadiləsi üçün kimyəvi cəhətdən qeyri-sabit siyanatdan da istifadə edə biləcəyini nümayiş etdirdilər .

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1723663168&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-08-newly-ability-comammox-bacteria-nitrous.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI3LjAuNjUzMy4xMDAiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KUE7QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyNy4wLjY1MzMuMTAwIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyNy4wLjY1MzMuMTAwIl1dLDBd&dt=1723663083939&bpp=1&bdt=224&idt=435&shv=r20240812&mjsv=m202408070101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D6bf3eefe49031f83%3AT%3D1721367059%3ART%3D1723663037%3AS%3DALNI_MacAfAOJA8VyURIyKJCZKOtEk96_Q&eo_id_str=ID%3D253fe466b124068d%3AT%3D1721367059%3ART%3D1723663037%3AS%3DAA-Afja3CR3UFVWEVuVSmzApOeu3&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=1541978641263&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2080&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759875%2C44759926%2C44759842%2C44795922%2C95334527%2C95334830%2C95337869%2C95338226%2C31084185%2C95339229%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&pvsid=3834662717772756&tmod=1526461742&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2F12h%2Fpage4.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=84777

Tədqiqatın ilk müəllifi Marton Palatinsski izah edir: “Bu yaxınlarda dərc olunmuş məqalədə komandamız indi komamoks bakteriyalarının qeyri-ənənəvi substrat guanidin ilə də böyüyə biləcəyini göstərdi”. “Komamoks bakteriyası struktur və funksional olaraq bizim tərəfimizdən təfərrüatlı şəkildə xarakterizə edilən daşıyıcı və fermentdən istifadə edir ki, bu da onlara hüceyrə daxilində yüksək enerji sərfəli şəkildə guanidindən ammonium istehsal etməyə imkan verir.”

Quanidin mikroorqanizmlərin və bitkilərin metabolik məhsuludur. İnsan və heyvan maddələr mübadiləsində onun rolu haqqında az şey məlumdur. O, torpaqlarda sintetik gübrə əlavələrinin parçalanması zamanı və tullantı sularında geniş istifadə olunan metformin preparatının parçalanması zamanı əmələ gəlir. Bununla belə, guanidinin ətraf mühitdə yayılması və sonrakı emalı haqqında çox az şey məlumdur.

Leypsiqdəki Helmholtz Ətraf Mühitin Tədqiqatları Mərkəzinin mikrobioloqları da daxil olmaqla beynəlxalq tədqiqat qrupu; Almaniya və Danimarkadakı Aalborq Universiteti guanidinin təkcə insan sidikində deyil, həm də mal-qara ifrazatında olduğunu və komamoks bakteriyalarının tullantı sularının təmizləyici qurğularında guanidindən istifadə etdiyini nümayiş etdirdi . Onlar həmçinin göstərdilər ki, guanidin kənd təsərrüfatı torpaqlarında nitrifikatorlar tərəfindən metabolizə olunur.

Becərilməsi və azot oksidinin azaldılması üçün yeni imkanlar

Vyana mikrobioloqları hazırda guanidin istifadə edərək geniş yayılmış komamoks bakteriyasını ətraf mühit nümunələrindən zənginləşdirməyə və təcrid etməyə çalışırlar, çünki hazırda bütün dünyada təmiz mədəniyyətdə yalnız bir ştam mövcuddur.

CeMESS-in Baş Elmi Mütəxəssisi Katharina Kitzinger izah edir: “Bu, xüsusilə ümidverici görünür, çünki sınaqdan keçirdiyimiz digər nitrifikator suşlarının heç biri tək enerji və azot mənbəyi kimi guanidinlə böyüyə bilməz”. Komanda həmçinin kənd təsərrüfatı gübrələrinə guanidin əlavə edilməsinin əkin torpaqlarında komamoks bakteriyalarının bolluğunu artırıb, bununla da kənd təsərrüfatı azot oksidi emissiyalarını azalda biləcəyini araşdırmaq istəyir.

“Bu iş 2023-cü ildə istifadəyə verilmiş “Microbiomes Drive Planetary Health” Mükəmməllik Klasterində iştirak edən bir çox tədqiqatçının sıx əməkdaşlığı olmadan mümkün olmazdı. Bu xüsusi dəstəyə görə Avstriya Elm Fonduna (FWF) səmimi təşəkkürümüzü bildiririk, “Tədqiqat rəhbəri Vaqner deyir.

Daha çox məlumat: Marton Palatinszky və digərləri, Guanidin üzərində tam ammonyak oksidləşdiricilərinin böyüməsi, Təbiət (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07832-z . www.nature.com/articles/s41586-024-07832-z

Jurnal məlumatı: Təbiət 

Vyana Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir