खतरनाक जीवाणु बायोफिल्म का एक प्राकृतिक शत्रु होता है

यूसी रिवरसाइड के वैज्ञानिकों ने अब एक ऐसे रसायन की खोज की है जो पौधे तनावग्रस्त होने पर पैदा करते हैं और बायोफिल्म को बनने से रोकते हैं। यह सफलता स्वास्थ्य सेवा के क्षेत्र में संभावित प्रगति के साथ-साथ औद्योगिक सेटिंग्स में उपकरणों के क्षरण को रोकने की पेशकश करती है।

“सरल शब्दों में, बायोफिल्म बैक्टीरिया या कवक जैसे सूक्ष्मजीवों का समुदाय है, जो एक साथ चिपकते हैं और सतहों पर एक सुरक्षात्मक परत बनाते हैं,” यूसीआर में आणविक जैव रसायन विज्ञान के प्रतिष्ठित प्रोफेसर और खोज के बारे में एक अध्ययन के संबंधित लेखक कातायून देहेश ने कहा।

“आपने शायद उन्हें नदी की चट्टानों पर चिपचिपी परत या अपने दांतों पर पट्टिका के रूप में देखा होगा। हालांकि वे कई पारिस्थितिक तंत्रों का प्राकृतिक हिस्सा हैं, बायोफिल्म बड़ी समस्याएं पैदा कर सकते हैं।”

अध्ययन, जर्नल में प्रकाशित प्रकृति संचारएक विशेष मेटाबोलाइट के महत्व पर प्रकाश डालता है, जो पौधों के अंदर जीवन-निर्वाह रासायनिक प्रतिक्रियाओं के साथ-साथ बैक्टीरिया और यहां तक ​​​​कि कुछ परजीवियों के दौरान उत्पन्न होने वाला एक अणु है, जो मलेरिया का कारण बनता है।

पौधों में, यह मेटाबोलाइट, एमईसीपीपी, न केवल आवश्यक यौगिकों के उत्पादन में बल्कि तनाव संकेतन में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। उदाहरण के लिए, जब कोई पौधा किसी तरह से क्षतिग्रस्त हो जाता है और बहुत अधिक ऑक्सीजन उसकी कोशिकाओं में प्रवेश कर जाती है, तो वह एमईसीपीपी जमा कर लेती है। यह अणु तब पौधे के भीतर सुरक्षात्मक प्रतिक्रियाएँ ट्रिगर करता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि इसी अणु का ई. कोली जैसे बैक्टीरिया पर आश्चर्यजनक प्रभाव पड़ता है: यह सतहों से जुड़ने की क्षमता में हस्तक्षेप करके बायोफिल्म विकास को बाधित करता है।

चिकित्सा सेटिंग्स में, बायोफिल्म कैथेटर, स्टेंट या इम्प्लांट जैसे उपकरणों पर विकसित होते हैं, जिससे संक्रमण का इलाज करना कठिन हो जाता है क्योंकि बायोफिल्म में रोगाणु एंटीबायोटिक दवाओं के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी होते हैं। औद्योगिक संदर्भों में, वे पाइपों को अवरुद्ध कर देते हैं, खाद्य प्रसंस्करण उपकरणों को दूषित कर देते हैं और जंग का कारण बनते हैं।

देहेश ने कहा, “बायोफिल्म विकास के शुरुआती चरणों को रोककर, यह अणु स्वच्छ सतहों पर निर्भर किसी भी उद्योग में परिणामों में सुधार करने की वास्तविक क्षमता प्रदान करता है।”

बैक्टीरिया खुद को सतहों पर स्थापित करने के लिए बालों जैसी संरचनाओं पर निर्भर होते हैं जिन्हें फ़िम्ब्रिया कहा जाता है, जो बायोफिल्म की शुरुआत में एक महत्वपूर्ण कदम है। फ़िम्ब्रिया बैक्टीरिया को चिकित्सा प्रत्यारोपण, पाइप या यहां तक ​​कि दांतों पर चिपकने में मदद करता है, जहां वे एक सुरक्षात्मक मैट्रिक्स का स्राव करते हैं जो उन्हें एंटीबायोटिक दवाओं और सफाई एजेंटों से बचाता है। फ़िम्ब्रिया के बिना, बायोफिल्म का निर्माण शुरू नहीं हो सकता।

यूसीआर परियोजना वैज्ञानिक और पेपर के पहले लेखक जिंगज़े गुओ ने कहा, “बायोफिल्म्स बैक्टीरिया के लिए किले की तरह हैं।” “लगाव के प्रारंभिक चरण को बाधित करके, एमईसीपीपी अनिवार्य रूप से इन किलों को स्थापित करने की बैक्टीरिया की क्षमता को निष्क्रिय कर देता है।”

9,000 से अधिक जीवाणु उत्परिवर्तियों की आनुवंशिक जांच के माध्यम से, शोध दल ने एक प्रमुख जीन की पहचान की फ़िमईजो फ़िम्ब्रिए उत्पादन के लिए “ऑफ स्विच” के रूप में कार्य करता है। MEcPP इस जीन की गतिविधि को बढ़ाता है और इसकी अभिव्यक्ति को बढ़ाता है फ़िमई. यह, बदले में, बैक्टीरिया को फ़िम्ब्रिया उत्पन्न करने और बायोफिल्म बनाने से रोकता है।

गुओ ने कहा, “हमारी खोज उद्योगों की एक विस्तृत श्रृंखला में बायोफिल्म रोकथाम रणनीतियों को प्रेरित कर सकती है।” “स्वच्छ जल प्रणालियों से लेकर बेहतर दंत चिकित्सा देखभाल उत्पादों तक, संभावनाएं अपार हैं।”

बायोफिल्म न केवल एक चिकित्सा चिंता का विषय है बल्कि औद्योगिक सेटिंग में भी एक महंगी समस्या है। वे पाइपलाइनों में रुकावट, मशीनरी के खराब होने और खाद्य प्रसंस्करण सुविधाओं में संदूषण में योगदान करते हैं। बायोफिल्म के प्रबंधन के पारंपरिक तरीके अक्सर कठोर रसायनों या महंगे उपचारों पर निर्भर होते हैं, जो पर्यावरण के लिए हानिकारक हो सकते हैं या समय के साथ बैक्टीरिया के अनुकूल होने पर अप्रभावी हो सकते हैं।

गुओ ने कहा, “यह अध्ययन पादप जीव विज्ञान और सूक्ष्म जीव विज्ञान के बीच अप्रत्याशित संबंधों का एक प्रमाण है।” “यह सोचना रोमांचकारी है कि पौधे तनाव का संकेत देने के लिए जिस अणु का उपयोग करते हैं, वह एक दिन मनुष्यों को बैक्टीरिया के खतरों से निपटने में मदद कर सकता है।”