غربالگری و شناسایی مولکولی آکتینومیست‌‌های تولیدکننده بیوسورفکتانت با خواص ضدمیکروبی و مهار بیوفیلم برعلیه باکتریهای بیماریزا
الموضوعات :
سید سهیل آقائی
1
(دانشیار، گروه میکروبیولوژی، واحد قم، دانشگاه آزاد اسلامی، قم، ایران )
فاطمه طالبی دارابی
2
(کارشناسی ارشد، گروه میکروبیولوژی، واحد قم، دانشگاه آزاد اسلامی، قم، ایران. )
سید علی رضایی
3
(مربی، گروه میکروبیولوژی، واحد قم، دانشگاه آزاد اسلامی، قم، ایران)
الکلمات المفتاحية: ضد میکروبی, ضد بیوفیلم, آکتینومیست‌‌ها, بیوسورفکتانت, باکتریهای بیماریزا.,
ملخص المقالة :
هدف: هدف پژوهش حاضر جداسازی و شناسایی مولکولی آکتینوباکتری‌های بومی تولیدکننده بیوسورفکتانت دارای فعالیت ضد میکروبی و ضد بیوفیلم برعلیه برخی از باکتریهای بیماریزا بود.
مواد و روش‌ها: غربالگری اولیه براساس تست پراکندگی نفت انجام شده و برترین جدایه انتخاب گردید. حلال اتیل استات برای استخراج استفاده شد. خصوصیات ضد میکروبی و ضد بیوفیلمی به ترتیب با استفاده از روش انتشار چاهک در آگار و میکروپلیت 96 چاهکی ارزیابی شد. برای آنالیز بیوسورفکتانت از تکنیک‌های FTIR و GC-MS استفاده شد. نهایتاً جدایه برتر با استفاده از روش مولکولی PCR شناسایی گردید.
یافته‌‌ها: بیوسورفکتانت جدایه برتر بیشترین و کمترین اثر ضد میکروبی را در تراکم‌های 4/0 و 3/0 میلی‌‌گرم/ میلی‌‌لیتر به ترتیب بر علیه باکتریهای سودوموناس ائروژینوزا و استافیلوکوکوس اورئوس نشان دادند. بیشترین و کمترین اثر ضد بیوفیلمی بر علیه باکتریهای اشرشیاکلی و سودوموناس ائروژینوزا در تراکم‌های 2 میلی‌‌گرم/ میلی‌‌لیتر مشاهده شد. آنالیز ساختاری بیوسورفکتانت با FTIR و GC-MS ساختار حلقه آمینو اسیدی با زنجیره‌ای از اسیدهای چرب و از نوع لیپوپپتید را تایید کرد. جدایه منتخب به جنس استرپتومایسس و گونه B1AY با 95 درصد تشابه داشت.
نتیجه‌گیری: جدایه بومی استرپتومیست توانایی قابل ملاحظه‌ای در تولید بیوسورفکتانت با اثرات ضدمیکروبی و ضدبیوفیلمی بر علیه باکتریهای بیماریزا ازجمله سودوموناس ائروژینوزا و استافیلوکوکوس اورئوس و اشرشیا کلی داشته و می‌تواند در زمینه بیوتکنولوژی دارویی استفاده شود.
1. Sobrinho HB, Luna JM, Rufino RD, Porto AL & Sarubbo LA. Biosurfactants: classification, properties and environmental applications. Recent developments in biotechnology. 2013; 11(14): 1-29.
2. Gudiña EJ, Teixeira JA & Rodrigues LR. Biosurfactants produced by marine microorganisms with therapeutic applications. Marine drugs. 2016; 14(2): 38.
3. Santos DK, Rufino RD, Luna JM, Santos VA & Sarubbo LA. Biosurfactants: multifunctional biomolecules of the 21st century. International journal of molecular sciences. 2016; 17(3): 401.
4. Flemming HC & Wuertz S. Bacteria and archaea on Earth and their abundance in biofilms. Nature Reviews Microbiology. 2019; 17(4): 247-260.
5. Galie S, García-Gutiérrez C, Miguélez EM, Villar CJ & Lombó F. Biofilms in the food industry: health aspects and control methods. Frontiers in microbiology. 2018; 9: 898.
6. Percival SL, Suleman L, Vuotto C & Donelli G. Healthcare-associated infections, medical devices and biofilms: risk, tolerance and control. Journal of medical microbiology. 2015; 64(4): 323-34.
7. Ciofu O & Tolker-Nielsen T. Tolerance and resistance of Pseudomonas aeruginosa biofilms to antimicrobial agents—how P. aeruginosa can escape antibiotics. Frontiers in microbiology. 2019; 10: 913.
8. Coughlan LM, Cotter PD, Hill C & Alvarez-Ordóñez A. New weapons to fight old enemies: novel strategies for the (bio) control of bacterial biofilms in the food industry. Frontiers in microbiology. 2016; 7: 1641.
9. van Dissel D, Claessen D & van Wezel GP. Morphogenesis of Streptomyces in submerged cultures. Advances in applied microbiology. 2014; 89: 1-45.
10. Deepika TL & Kannabiran K. A report on antidermatophytic activity of Actinomycetes isolated from Ennore coast of Chennai, Tamil Nadu, India. Int J Integrat Biol. 2009; 6(3): 132-6.
11. Sujatha J, Suriya P & Rajeshkumar S. Biosynthesis and Characterization of silver Nanoparticles by Actinomycetes isolated from Agriculture field and its application on antimicrobial activity. Research Journal of Pharmacy and Technology. 2017; 10(6): 1963-8.
12. Ranjani A, Gopinath PM, Rajesh K, Dhanasekaran D & Priyadharsini P. Diversity of silver nanoparticle synthesizing Actinobacteria isolated from marine soil, Tamil Nadu, India. Arabian Journal for Science and Engineering. 2016; 41: 25-32.
13. Yousefi Z, Aghaei S, Morovvati A & Zolfaghari MR. Isolation, Molecular Identification, and Phylogenetic Analysis of Antimicrobial Agents Producing Actinomycetes in Farming Saline Soils of Qom City (Iran). Qom University of Medical Sciences Journal. 2019; 13(3): 63-73. [in persian]
14. Alav I, Sutton JM & Rahman KM. Role of bacterial efflux pumps in biofilm formation. Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 2018; 73(8): 2003-20.
15. Kumar CG, Mamidyala SK, Das B, Sridhar B, Devi GS & Karuna MS. Synthesis of biosurfactant-based silver nanoparticles with purified rhamnolipids isolated from Pseudomonas aeruginosa BS-161R. Journal of microbiology and biotechnology. 2010; 20(7): 1061-8.
16. Silva VO, Soares LO, Silva Junior A, Mantovani HC, Chang YF & Moreira MA. Biofilm formation on biotic and abiotic surfaces in the presence of antimicrobials by Escherichia coli isolates from cases of bovine mastitis. Applied and environmental microbiology. 2014; 80(19): 6136-45.
17. Javadi A, Pourmand MR, Hamedi J, Gharebaghi F, Baseri Z, Morovvati A, Mohammadzadeh R & Eshraghi SS. Evaluation of anti-biofilm potential of biosurfactant extracted from Nocardia species. Folia Medica. 2021; 63(3): 392-9. [in persian]
18. Botshekan F, Aghaei S & Haghighi N. Studying the anti-adhesion and anti-biofilm properties of biosurfactant production by native isolates of Rhodococcus on pathogenic bacteria. 2019. [in persian]
19. Arifiyanto A, Surtiningsih T, Agustina D & Alami NH. Antimicrobial activity of biosurfactants produced by Actinomycetes isolated from rhizosphere of Sidoarjo mud region. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. 2020; 24: 101513.
20. George S & Jayachandran K. Biosurfactants from processed wastes. Waste to Wealth. 2018: 45-58.
