माइक्रोबियल कंसोर्टियम

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एक सूक्ष्मजीव संघ या सूक्षमजीव समुदाय, सिम्बायोसिस में रहने वाले दो या दो से अधिक जीवाणु या सूक्षमजीव समूह हैं।[1][2] संघ एंडोसिंबायोटिक या बाह्य सहजीवन हो सकते हैं, या कभी-कभी दोनों हो सकते हैं। प्रोटिस्ट मिक्सोट्रिचा विरोधाभास, जो खुद मास्टोटर्मेस डार्विनिएन्सिस दीमक का एक एंडोसिम्बियोनेट है, सदैव कम से कम एक एंडोसिम्बायोटिक कोकस, कशाभिका या सरोम जीवाणु की कई एक्टोसिम्बायोटिक प्रजातियों के संघ के रूप में पाया जाता है, और हेलिकल ट्रेपोनिमा जीवाणु की कम से कम एक प्रजाति होती है जो इसका आधार बनाती है। मिक्सोट्रिचा प्रोटिस्ट्स लोकोमोशन।[3] संघ की अवधारणा पहली बार 1872 में जोहान्स रिंकी द्वारा प्रस्तुत की गई थी।[4][5] और 1877 में सहजीवन शब्द प्रस्तुत किया गया और बाद में इसका विस्तार किया गया। रोगाणुओं के बीच सहजीवन के लिए साक्ष्य दृढ़ता से सुझाव देते हैं कि यह भूमि पौधों के विकास और समुद्र में अन्य समुदायों से उनके संक्रमण के लिए आवश्यक अग्रदूत रहा है।[6]


सिंहावलोकन

फ़ाइल: अरबिडोप्सिस थालियाना की जड़ों पर स्वाभाविक रूप से बनने वाला सूक्षमजीव संघ। वेबप|थंब| अपराइट=1.7|

माइक्रोबियल कंसोर्टिया स्वाभाविक रूप से'अरेबिडॉप्सिस थलियाना' की जड़ों पर बनता है

जड़ों पर बनने वाले जटिल सूक्षमजीव नेटवर्क को दिखाते हुए प्राकृतिक ए. थालियाना जनसंख्या से जड़ सतहों की स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी तस्वीरें।
(ए) एक अरबिडोप्सिस थालियाना का अवलोकन। थलियाना रूट (प्राथमिक जड़) कई जड़ बालों के साथ। (बी) बायोफिल्म | बायोफिल्म बनाने वाले जीवाणु। (सी) जड़ की सतह के चारों ओर फफूंद या ओमीसाइकेट हाईफे । (डी) प्राथमिक जड़ बीजाणुओं और प्रोटिस्ट से सघन रूप से ढकी होती है। (ई), (एफ) प्रोटिस्ट, सबसे अधिक संभावना बैरीलेिरफेिशए वर्ग से संबंधित हैं। (जी) जीवाणु और फिलामेंटस जीवाणु। (एच) (आई) विभिन्न जीवाणु व्यक्ति आकार और रूपात्मक विशेषताओं की महान किस्मों को दिखाते हैं।[7]अपघटन के प्रतिरोधी पदार्थों से निपटने के समय सूक्ष्म जीवों में बायोप्रोसेस की दक्षता बढ़ाने के लिए आशाजनक अनुप्रयोग क्षमता होती है।[8][9] बड़ी संख्या में सूक्ष्मजीवों को लिग्नोसेल्युलोज और पॉलीयुरेथेन जैसे पुनर्गणना सामग्री को नीचा दिखाने की उनकी क्षमता के आधार पर अलग किया गया है।[10][11] गिरावट दक्षता के कई स्थितियोंमें, एकल उपभेदों की तुलना में सूक्षमजीव संघ को उत्तम पाया गया है।[12] उदाहरण के लिए, ब्रेविबैसिलस एसपीपी का उपन्यास थर्मोफिलिक संघ। और एन्यूरिनिबैसिलस एसपी। बहुलक क्षरण को बढ़ाने के लिए पर्यावरण से पृथक किया गया है।[13]

सूक्षमजीव संघ प्राप्त करने के लिए दो दृष्टिकोण उपस्थित हैं जिनमें या तो (i) कई अलग-अलग उपभेदों को जोड़कर एक कृत्रिम जमाव सम्मिलित है,[14] या (ii) पर्यावरणीय नमूनों से जटिल सूक्षमजीव समुदायों की प्राप्ति।[15] बाद मे वांछित सूक्षमजीव संघ प्राप्त करने के लिए अधिकांशतः संवर्धन प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है।[16][17][18] उदाहरण के लिए, एक उच्च ज़ाइलेनेज़ गतिविधि दिखाने वाला दीमक आंत-व्युत्पन्न संघ कच्चे गेहूं के भूसे पर एकमात्र कार्बन स्रोत के रूप में समृद्ध था, जो अवायवीय परिस्थितियों में लिग्नोसेलुलोज़ को कार्बोक्सिलेट्स में बदलने में सक्षम था। जो एनारोबिक स्थितियों के अनुसार लिग्नोसेल्यूलोज को कार्बोक्सिलेट्स में बदलने में सक्षम था।[19] पर्यावरणीय नमूनों से काम करते समय संवर्धन चरणों के उपयोग के अतिरिक्त अपेक्षाकृत उच्च विविधता स्तर अभी भी देखे जाते हैं,[18] संभावित रूप से पर्यावरणीय सूक्षमजीव समुदायों में देखे गए उच्च कार्यात्मक अतिरेक के कारण ही उनकी कार्यात्मक स्थिरता की एक प्रमुख संपत्ति है।[20][21] यह आंतरिक विविधता व्यावहारिक अनुप्रयोग के लिए आगे बढ़ने के प्रयासों में एक बाधा के रूप में खड़ी हो सकती है (i) दक्षता के साथ संभावित नकारात्मक सह-संबंध[22] (ii) वास्तविक सूक्ष्मजीव असत जिनकी उपस्थिति का क्षरण पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, (iii) ज्ञात या अज्ञात रोगजनकों की उपस्थिति से उत्पन्न सुरक्षा- खतरे, और (iv) दुर्लभ प्रजतिया द्वारा समर्थित होने पर हित की संपत्तियों को खोने का जोखिम।[23] कम जटिलता के साथ सूक्षमजीव संघ का उपयोग, किन्तु समान दक्षता, अधिक नियंत्रित और अनुकूलित औद्योगिक प्रक्रियाओं को जन्म दे सकती है।[24] इसलिए, पर्यावरणीय नमूनों से प्राप्त अनुकूलित सूक्षमजीव संघ की विविधता को कम करने के लिए विश्वसनीय रणनीतियां खोजना महत्वपूर्ण है। विभिन्न उपापचयी कार्यात्मक समूहों के आधार पर लिग्नोसेल्यूलोज क्षरण के लिए प्रभावी न्यूनतम सूक्षमजीव संघ के निर्माण के लिए एक रिडक्टिव-स्क्रीनिंग दृष्टिकोण प्रयुक्त किया गया था।[24] इसके अतिरिक्त, जीवाणु संघ प्राप्त करने के लिए कृत्रिम चयन दृष्टिकोण (अशक्त पड़ने, विषाक्तता और गर्मी) को भी नियोजित किया गया है।[25] उनमें से, समुद्री जल और रुमेन लिको से कार्यात्मक सूक्षमजीव संघ प्राप्त करने के लिए अशक्त पड़ने से विलुप्त होने ने पहले ही अपनी दक्षता सिद्ध कर दी है।[26][27][28] तनुकरण-से-विलुप्त होने से परंपरागत अलगाव और जमाव की तुलना में अधिक लाभ प्रदान करने की उम्मीद है क्योंकि यह (i) स्क्रीनिंग के लिए तैयार कई सूक्षमजीव संयोजन उत्पन्न करता है, (ii) प्रारंभिक सूक्षमजीव पूल से उपभेद सम्मिलित हैं जो पक्षपात खेती/अलगाव के कारण खो सकते हैं , और (iii) यह सुनिश्चित करता है कि सभी रोगाणु भौतिक रूप से उपस्थित हैं और अनायास बातचीत कर रहे हैं।[29][23]


उदाहरण

सूक्षमजीवाइट्स

सूक्षमजैविकों लिथिफ़ाइड सूक्षमजीव मैट हैं जो नितलस्थ मीठे पानी और समुद्री वातावरण में उगते हैं। सूक्षमजैविकों जीवन के प्रारंभिक ज्ञात जीवाश्म प्रमाण हैं, जो 3.7 अरब वर्ष पुराने हैं। आज आधुनिक सूक्षमजैविकों दुर्लभ हैं, और मुख्य रूप से स्यूडोमोनडोटा (पूर्व में आधजीवाणु), साइनोबैक्टीरीया , सल्फेट-कम करने वाले जीवाणु, डायटम और सूक्ष्म शैवाल द्वारा बनते हैं। ये सूक्ष्मजीव चिपकने वाले यौगिकों का उत्पादन करते हैं जो सीमेंटेशन (भूविज्ञान) रेत और खनिज सूक्षमजीव मैट बनाने के लिए अन्य चट्टानी सामग्रियों में सम्मिलित होते हैं। मैट परत से परत बनाते हैं, समय के साथ धीरे-धीरे बढ़ते हैं।

राइजोस्फीयर

राइजोस्फीयर माइक्रोबियल कंसोर्टिया

यद्यपि विभिन्न अध्ययनों से पता चला है कि एकल सूक्ष्मजीव पौधों पर लाभकारी प्रभाव डाल सकते हैं, यह तेजी से स्पष्ट है कि जब एक सूक्षमजीव संघ - दो या दो से अधिक परस्पर क्रिया करने वाले सूक्ष्मजीव - सम्मिलित होते हैं, तो योगात्मक या सहक्रियात्मक परिणाम की उम्मीद की जा सकती है। यह आंशिक रूप से इस तथ्य के कारण होता है कि कई प्रजातियां एक पारिस्थितिकी तंत्र में कई प्रकार के कार्य कर सकती हैं जैसे कि पौधे की जड़ राइजोस्फीयर। पौधों की वृद्धि उत्तेजना के लाभकारी तंत्र में पोषक तत्वों की उपलब्धता, फाइटोहोर्मोन मॉड्यूलेशन, जैव नियंत्रण , जैविक घटक और अजैविक घटक तनाव सहनशीलता सम्मिलित हैं) राइजोस्फीयर के अंदर विभिन्न सूक्षमजीव साधक द्वारा लगाए गए हैं, जैसे पौधे-विकास को बढ़ावा देने वाले जीवाणु (पीजीपीबी) और कवक जैसे ट्राइकोडर्मा और माइकोराइजा।[30] दाईं ओर का आरेख दिखाता है कि राइजोस्फीयर सूक्ष्मजीव जैसे पौधे-विकास को बढ़ावा देने वाले जीवाणु (पीजीपीबी), अरबस्कुलर माइकोरिज़ल कवक (एएमएफ), और जीनस ट्राइकोडर्मा एसपीपी से कवक है। पौधों के साथ लाभकारी संपर्क स्थापित कर सकते हैं, पौधों की वृद्धि और विकास को बढ़ावा दे सकते हैं, रोग जनकों के विरुद्ध पौधों की रक्षा प्रणाली को बढ़ा सकते हैं, पोषक तत्वों को बढ़ावा दे सकते हैं और विभिन्न पर्यावरणीय तनावों के प्रति सहनशीलता बढ़ा सकते हैं। राइजोस्फीयर सूक्ष्मजीव एक दूसरे को प्रभावित कर सकते हैं, और पीजीपीबी + पीजीपीबी (उदाहरण के लिए, राइजोबियम एसपीपी और स्यूडोमोनास फ्लोरेसेंस जैसे नाइट्रोजन-फिक्सिंग जीवाणु), एएमएफ + पीजीपीबी, और ट्राइकोडर्मा + पीजीपीबी के परिणामी संघ का पौधों की वृद्धि और फिटनेस पर सहक्रियात्मक प्रभाव हो सकता है। , जैविक और अजैविक तनाव को दूर करने के लिए पौधे को उत्तम लाभ प्रदान करना। धराशायी तीर एएमएफ और ट्राइकोडर्मा के बीच लाभकारी बातचीत का संकेत देते हैं।[30]


केरातिन क्षरण

केरातिन गिरावट के लिए सरलीकृत सूक्षमजीव संघ (एसएमसी) का चयन करने के लिए संवर्धन और अशक्त पड़ने वाली विलुप्त होने वाली संस्कृतियों का कार्यप्रवाह।[23]

पर्यावरणीय उपचार और औद्योगिक उत्पादन के लिए पुनर्गणना सामग्री को नीचा दिखाने के लिए रोगाणुओं की क्षमता का बड़े पैमाने पर पता लगाया गया है। एकल उपभेदों के साथ महत्वपूर्ण उपलब्धियां प्राप्त की गई हैं, किन्तु अब उनकी कार्यात्मक स्थिरता और दक्षता के कारण सूक्षमजीव संघ के उपयोग पर ध्यान केंद्रित किया जा रहा है। यद्यपि, जटिल पर्यावरणीय समुदायों से सरलीकृत सूक्षमजीव संघ (एसएमसी) की जमाव बड़ी विविधता और जैविक बातचीत के प्रभाव के कारण अभी भी तुच्छ है।[23]

केरातिन क्रॉस से जुड़े घटकों के साथ पुनरावर्ती रेशेदार सामग्री हैं, जो उपकला कोशिकाओं में सबसे प्रचुर मात्रा में प्रोटीन का प्रतिनिधित्व करते हैं।[31] जैव अवक्रमण के बाद उनका अधिक आर्थिक मूल्य होने का अनुमान है।[32] एक कुशल केराटिनोलिटिक सूक्षमजीव संघ (केएमसीजी6) को पहले केरातिन माध्यम में खेती के माध्यम से एक पर्यावरणीय नमूने से समृद्ध किया गया था।[18] संवर्धन प्रक्रिया के समय सूक्षमजीव विविधता को कम करने के अतिरिक्त, केएमसीजी6 में अभी भी कई परिचालन वर्गीकरण ईकाई सम्मिलित हैं जो सात जीवाणु जेनेरा के बीच बिखरी हुई हैं।[23]

2020 में कांग एट अल।, इस मूल संघ (केएमसीजी6) से निकाले गए संवर्धन संस्कृति और अशक्त पड़ने वाली विलुप्त होने वाली संस्कृतियों पर आधारित रणनीति का उपयोग करते हुए, कम प्रजातियों के साथ एक सरलीकृत सूक्षमजीव संघ (एसएम सी) किन्तु समान केराटिनोलिटिक गतिविधि।[23] मिट्टी के नमूने से पूर्व-समृद्ध केराटिनोलिटिक सूक्षमजीव संघ पर सीरियल अशक्त पड़ने का प्रदर्शन किया गया। एक उपयुक्त तनुकरण व्यवस्था (109) को समृद्ध सूक्षमजीव संघ से एसएमसी लाइब्रेरी बनाने के लिए चुना गया था। इसके अतिरिक्त डीएनए अनुक्रमण और केराटिनोलिटिक गतिविधि परख ने प्रदर्शित किया कि प्राप्त एसएमसी ने विभिन्न वर्गीकरण संरचना और बायोडिग्रेडेशन क्षमताओं के साथ वास्तविक कम सूक्षमजीव विविधता प्रदर्शित की। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि कई एसएमसी के पास प्रारंभिक संघ की तुलना में केराटिनोलिटिक दक्षता के समकक्ष स्तर थे, यह दर्शाता है कि कार्य और दक्षता के हानि के बिना सरलीकरण प्राप्त किया जा सकता है।[23]

जैसा कि दाईं ओर आरेख में दिखाया गया है, इस अध्ययन के लिए कार्यप्रवाह में चार चरण सम्मिलित हैं: (1) वांछित लक्षणों के लिए संवर्धन जैसे, केराटिन माध्यम में चयन द्वारा केराटिनोलिटिक गतिविधि, जहां केराटिन एकमात्र कार्बन स्रोत है। इस प्रक्रिया का मूल्यांकन कार्यात्मक आकलन (कोशिका घनत्व, एंजाइम गतिविधि, और अवशिष्ट सब्सट्रेट का अनुपात) और संरचनागत विश्लेषण द्वारा किया गया था। (2) समृद्ध प्रभावी सूक्षमजीव संघ के लिए क्रमिक कमजोर आयोजित किए गए थे। 102 से 1010 तक 24 प्रतिकृति के साथ अशक्त पड़ने से छह अशक्तियां तैयार की गईं । कार्यात्मक मूल्यांकन मानदंडों के आधार पर यूक्लिडियन दूरी गणना द्वारा अशक्त पड़ने के बीच असमानता का मूल्यांकन किया गया था। (3) पुस्तकालय निर्माण प्रतिकृति के बीच इष्टतम असमानता की पेशकश के अशक्त पड़ने से किया गया था। अशक्त पड़ने 109 को इस मामले में एसएमसी लाइब्रेरी बनाने के लिए चुना गया था। (4) सबसे होनहार एसएमसी का चयन कार्यात्मक और संरचनागत लक्षण वर्णन पर आधारित है।[23]


मानव स्वास्थ्य

कंसोर्टिया सामान्यतः मनुष्यों में पाए जाते हैं, जिनमें प्रमुख उदाहरण त्वचा वनस्पति और अच्छा वनस्पति हैं जो मानव पोषण में सुरक्षा और सहायता प्रदान करते हैं। इसके अतिरिक्त, जीवाणुओं की पहचान मस्तिष्क के अंदर उपस्थित(पहले बाँझ मानी जाती थी) के रूप में की गई है, मेटागेनोम साक्ष्य के साथ पाया गया है कि प्रजातियाँ मूल रूप से एंटेरिक हो सकती हैं।[33][34] जैसा कि पाई जाने वाली प्रजातियाँ अच्छी तरह से स्थापित प्रतीत होती हैं, मानव स्वास्थ्य पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, और ऐसी प्रजातियाँ हैं जिन्हें आंत में पाए जाने पर संघ बनाने के लिए जाना जाता है, यह अत्यधिक संभावना है कि उन्होंने मस्तिष्क के अंदर एक सहजीवी संघ भी बनाया है।[35]


कृत्रिम सूक्षमजीव संघ

]

Main article: सिंथेटिक माइक्रोबियल कंसोर्टिया

सजातिए सूक्षमजीव संघ (सामान्यतः सह-संस्कृति कहा जाता है) बहु-जनसंख्या प्रणालियां हैं जिनमें सूक्षमजीव प्रजातियों की एक विविध श्रेणी हो सकती है, और विभिन्न प्रकार के औद्योगिक और पारिस्थितिक हितों की पूर्ति के लिए समायोज्य हैं। संश्लेषित जीव विज्ञान विज्ञान के लिए, संघ उपन्यास कक्ष व्यवहारों को जनसंख्या स्तर पर इंजीनियर करने की क्षमता लेता है। संघ प्रकृति में नहीं होने की तुलना में अधिक सामान्य हैं, और सामान्यतः एककृषि की तुलना में अधिक शक्तिशाली सिद्ध होते हैं।[36] अभी तक जीवाणुओं की 7,000 से अधिक प्रजातियों की खेती की गई है और उनकी पहचान की गई है। अनुमानित 1.2 मिलियन जीवाणु प्रजातियों में से कई अभी तक सुसंस्कृत और पहचानी जानी बाकी हैं, आंशिक रूप से अक्षीय रूप से सुसंस्कृत होने में असमर्थता के कारण।[37] कृत्रिम संघ योजना करते समय, या स्वाभाविक रूप से होने वाले संघ का संपादन करते समय, कृत्रिम जीवविज्ञानी पीएच, तापमान, प्रारंभिक उपापचयी रूपरेखा ऊष्मायन समय, विकास दर और अन्य प्रासंगिक चर का रास्ता रखते हैं।[36]

यह भी देखें

टिप्पणियाँ

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