بكتيريا جديدة مخزّنة للبوليهيدروكسياالكانوات Thauera carbonocopians sp. nov. معزولة من مفاعل دفعات متتابعة مُغذّى بأحماض دهنية متطايرة

لماذا تهم بكتيريا دقيقة للبلاستيك والغذاء

قد لا تبدو مخلفات البلاستيك وتربية الأسماك والبكتيريا المجهرية مرتبطة، لكن هذه الدراسة تبيّن أنها كذلك. اكتشف الباحثون نوعًا بكتيريًا جديدًا وسمّوه Thauera carbonocopians، قادرًا على تحويل نفايات منخفضة القيمة إلى مواد قيّمة تشبه البلاستيك وقابلة للتحلل. وبما أن هذا الميكروب يستطيع تخزين كميات كبيرة من هذه البيوبلاستيك داخل خلاياه، فقد يساعد في إنتاج تعبئة أكثر استدامة وعلفات صحية للاستزراع المائي.

ميكروب جديد يجمع الكربون

تبدأ القصة في خزان معالجة مياه عادمة بشمالي إيطاليا مصمم لإثراء الميكروبات التي تخزن احتياطيات طاقة خاصة. هذه الاحتياطيات هي البوليهيدروكسي ألكانوات (PHAs) — بوليمرات طبيعية تشبه البلاستيك تخزنها البكتيريا على شكل حبيبات. عزل الفريق سلالة واعدة من هذا الخزان وسمّوها Sel9^T. من خلال مقارنات تسلسل الحمض النووي لجين علامة قياسي (16S rRNA) وتحليل أعمق للجينوم الكامل، أظهروا أن Sel9^T ينتمي إلى جنس Thauera، وهي مجموعة من البكتيريا العصيّة متعددة الاستخدامات الموجودة غالبًا في الرواسب ومحطات المعالجة. ومع ذلك، كان جينومها مختلفًا بما فيه الكفاية عن الأقارب المعروفين لتبرير الاعتراف بها كنوع جديد تمامًا.

كيف أثبت العلماء أنها جديدة فعلاً

للبت فيما إذا كانت Sel9^T مجرد متغيّر أو نوع جديد حقيقي، جمع الباحثون عدة خطوط من الدليل. قارنوا جينومها الكامل بجينومات سلالات Thauera القريبة، وحسبوا مدى تشابه تسلسلات الحمض النووي إجمالًا. درجات التشابه الرئيسية (متوسط التطابق النوكليوتيدي والتهجين الرقمي للحمض النووي–الحمض النووي) كانت أدنى من العتبات المقبولة عمومًا التي تُستخدم لفصل أنواع البكتيريا، حتى بالنسبة لأقرب قريباتها Thauera butanivorans. كما بنوا أشجارًا تطورية باستخدام مئات الجينات المشتركة، والتي وضعت Sel9^T باستمرار في فرع مميز بذاته. بصماتها الكيميائية من دهون أغشية الخلايا والأصباغ وسلوك نموها تحت ظروف مختلفة ميّزتها أيضًا عن الأنواع المجاورة.

ماذا تأكل هذه البكتيريا وكيف تعيش

تزدهر Sel9^T في درجات حرارة معتدلة ودرجة حموضة متعادلة، وتنمو في ظروف غنية بالأكسجين ومنخفضة الأكسجين، ويمكنها تحمل بعض الملوحة. بدلاً من الاعتماد على السكريات، تفضّل الأحماض العضوية الصغيرة والأحماض الأمينية كغذاء، خصوصًا الأحماض الدهنية المتطايرة (VFAs) مثل الأسيتات والبروبيونات والبيوتيرات والكابروات. هذه الأحماض شائعة في النفايات الزراعية ومخلفات تجهيز الطعام المخمّرة، ما يجعلها مواد تغذية رخيصة ومستدامة. عند تزويدها بمثل هذه الأحماض، تستطيع Sel9^T أن تملأ داخلها حبيبات PHA التي قد تتجاوز 60% من وزنها الجاف، فتعمل فعليًا كمستودع حي لمواد بادئات البيوبلاستيك.

أدوات جينية مخفية للبقاء وإنتاج مواد مفيدة

من خلال مسح جينوم Sel9^T وعشرات سلالات Thauera الأخرى، سجّل الفريق مجموعات الجينات البنائية — مجموعات من الجينات التي تمكّن إنتاج جزيئات متخصصة. تحمل Sel9^T تسع مجموعات من هذا النوع، بما في ذلك مجموعات لصنع مركب شبيه بالإكتوين يساعد الخلايا على مواجهة إجهاد الملوحة، وعامل مساعد للأكسدة المختزل يسمى PQQ قد يعزز التفاعلات الأيضية، ونظام ببتيد غير ريبوزومي نادر قد ينتج جزيئات حيويّة غير معروفة بعد. لدى البكتيريا أيضًا أدوات كاملة لبناء وتخزين وتحطيم الـPHAs، مع إنزيمات مضبوطة لاستخدام نفس الأحماض الدهنية الشائعة في مجاري النفايات. يشير التحليل المقارن إلى أن Sel9^T قد يستغل حتى بعض الجزيئات العطرية المشتقة من النبات (مثل اللينالول)، مما يبرز مرونتها الأيضية.

من خزان مياه الصرف إلى تطبيقات مستقبلية

اعتمادًا على تميزها الجيني وكيمياء خلاياها وأيضها، يقترح المؤلفون رسميًا اسم Thauera carbonocopians لهذا النوع — حرفيًا «Thauera التي تخزن الكربون بطيش». وبما أنها قادرة على تحويل أحماض رخيصة مشتقة من النفايات إلى كميات كبيرة من بوليمر طبيعي قابل للتحلل، فهي مرشحة قوية لإنتاج PHA المستدام. يمكن استخدام هذه الخلايا الغنية بالـPHA مباشرة كمكوّنات في أعلاف الأسماك والروبيان، حيث أظهرت الدراسات أنها تدعم النمو ومقاومة الأمراض مع تقليل الحاجة للمضادات الحيوية. باختصار، قد تساعد هذه البكتيريا المسماة حديثًا في سد الحلقة بين النفايات العضوية والبلاستيك الصديق للبيئة وأنظمة الاستزراع المائي الأكثر صحة.

الاستشهاد: Jaberi, M., Andreolli, M., Salvetti, E. et al. A novel polyhydroxyalkanoate-storing bacterium Thauera carbonocopians sp. nov. isolated from a sequencing batch reactor fed with volatile fatty acids. Sci Rep 16, 6926 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37556-1

الكلمات المفتاحية: بلاستيك قابل للتحلل الحيوي, البوليهيدروكسي ألكانوات, ترقية النفايات, علف الاستزراع المائي, علم الجينوم البكتيري