Isolation and Characterization of Pseudomonas mandelii Y02: A Novel Antarctic Strain for Herbicide Biodegradation

पृथ्वी की कल्पना एक विशाल, हलचल भरी रसोई के रूप में करें जहाँ मनुष्य लगातार भोजन उगाने के नए तरीके खोज रहे हैं। फसलों को स्वस्थ रखने के लिए, हम अवांछित खरपतवारों को मिटाने के लिए हर्बिसाइड्स (herbicides) नामक विशेष रासायनिक "क्लीनर" का उपयोग करते हैं। लेकिन कभी-कभी, हम इनका बहुत अधिक उपयोग करते हैं, या बारिश इन रसायनों को मिट्टी और पानी में बहा ले जाती है, जिससे एक चिपचिपा, जहरीला अवशेष रह जाता है जो पर्यावरण को नुकसान पहुँचाता है और हमें बीमार कर सकता है। यहीं पर बायोरेमेडिएशन (bioremediation) का विज्ञान काम आता है। इसे सूक्ष्म सफाईकर्मियों की एक टीम के रूप में सोचें—नन्हे बैक्टीरिया—जो इन जहरीले रसायनों को नाश्ते में खा सकते हैं, और जहर को हानिरहित ऊर्जा में बदल सकते हैं। वैज्ञानिक काफी समय से जानते हैं कि कुछ बैक्टीरिया इस काम में माहिर हैं, लेकिन वे हमेशा नए, सुपर-कुशल क्लीनर की तलाश में रहते हैं, खासकर ऐसे जो ठंडी जगहों पर काम कर सकें जहाँ सामान्य बैक्टीरिया जम सकते हैं और काम करना बंद कर सकते हैं।

अब, वैज्ञानिकों की एक टीम की कल्पना करें जो अंटार्कटिका के बर्फीले, हवादार तटों की यात्रा कर रही है। वे वहाँ इग्लू बनाने नहीं गए हैं; वे पानी में छिपे एक बहुत ही विशिष्ट प्रकार के सूक्ष्म सफाईकर्मी की तलाश में हैं। उन्हें बैक्टीरिया का एक नया स्ट्रेन मिला जिसे उन्होंने Pseudomonas mandelii Y02 नाम दिया। यह छोटा सा जीव एक "साइकोटोलोरेंट" (psychrotolerant) है, जो एक शानदार तरीका है यह कहने का कि यह ठंड को झेलने के लिए पर्याप्त मजबूत है लेकिन फिर भी काम करना पसंद करता है। शोधकर्ताओं ने यह देखना चाहा कि क्या यह अंटार्कटिक उत्तरजीवी चार अलग-अलग प्रकार के हर्बिसाइड्स: इमाज़ामोक्स (imazamox), पेंडिमेथालिन (pendimethalin), फ्लुओरोक्लोराइडोन (flurochloridone), और 2,4-D को खा सकता है। उन्होंने लैब में तापमान और अम्लता (acidity) को बदलकर यह परीक्षण किया कि यह कब सबसे अच्छा काम करता है। उन्होंने पाया कि Y02 एक नखरेबाज खाने वाला है जो इन रसायनों पर नाश्ता करना पसंद करता है, लेकिन उसका एक स्पष्ट पसंदीदा है: इमाज़ामोक्स। इसने उसे सबसे तेजी से खाया, उसके बाद अन्य एक विशिष्ट क्रम में आए। बैक्टीरिया तब सबसे अच्छा काम करते थे जब कमरा 25°C के आरामदायक तापमान पर था और पानी न्यूट्रल (pH 7.0) था, ठीक वैसे ही जैसे मनुष्य टी-शर्ट वाले सुहावने मौसम में महसूस करते हैं। जब चीजें बहुत ठंडी या बहुत अम्लीय हो गईं, तो बैक्टीरिया धीमे हो गए, ठीक वैसे ही जैसे आप बर्फ के तूफान में कांपते हुए महसूस करेंगे।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह नया बैक्टीरिया वास्तव में वही है जो वे सोचते हैं, वैज्ञानिकों ने इसके जेनेटिक आईडी कार्ड को देखा। उन्होंने इसके डीएनए कोड के चार अलग-अलग हिस्सों (16S rRNA, gyrB, rpoD, और rpoB जीन) को पढ़ा और इसकी तुलना ज्ञात बैक्टीरिया के एक विशाल पुस्तकालय से की। परिणामों ने दिखाया कि Y02, P. mandellii CPs7 और P. cannabina का एक करीबी रिश्तेदार है, और यह P. fluorescens-like समूह के रूप में जानी जाने वाली वंशावली शाखा से संबंधित है। लेकिन यह नया स्ट्रेन केवल एक प्रतिलिपि नहीं है; इसके पास अपने कुछ अनूठे कौशल भी हैं। जब वैज्ञानिकों ने इसके कौशल का परीक्षण किया, तो उन्होंने पाया कि यह अपने प्रसिद्ध चचेरे भाई, P. mandelii CIP105273 की तुलना में अधिक विविध प्रकार की शर्करा और एसिड खा सकता है। इसके पास कुछ विशेष एंजाइम भी थे जो दूसरे स्ट्रेन में नहीं थे, जिससे यह एक थोड़ा अधिक बहुमुखी कार्यकर्ता बन गया।

हालाँकि, असली परीक्षा ग्रीनहाउस में हुई, न कि केवल टेस्ट ट्यूब में। वैज्ञानिक यह देखना चाहते थे कि क्या Y02 पौधों के उगते समय मिट्टी में जहर को साफ कर सकता है। उन्होंने Echinochloa crus-galli नामक एक सामान्य खरपतवार उगाया और उस पर इमाज़ामोक्स का छिड़काव किया। जब उन्होंने खरपतवार पर केवल हर्बिसाइड का छिड़काव किया, तो 100% पौधे मर गए। लेकिन जब उन्होंने मिश्रण में Y02 बैक्टीरिया मिलाया, तो कहानी बदल गई। बैक्टीरिया ने हर्बिसाइड को खाना शुरू कर दिया, और खरपतवार की मृत्यु दर काफी गिरकर 30% हो गई। यह सुझाव देता है कि बैक्टीरिया सक्रिय रूप से वहीं गमले में जहर को तोड़ रहे थे, जिससे पौधे को रसायन के पूर्ण प्रहार से बचाया जा सके। हालाँकि यह पेपर यह दावा नहीं करता है कि यह हर प्रदूषण समस्या को हल करने वाला कोई जादुई इलाज है, लेकिन परिणाम दृढ़ता से सुझाव देते हैं कि P. mandelii Y02 हर्बिसाइड से प्रदूषित मिट्टी को साफ करने के लिए एक आशाजनक उम्मीदवार है, विशेष रूप से ठंडी जलवायु में जहाँ अन्य बैक्टीरिया संघर्ष कर सकते हैं। यह प्रकृति के अपने उपकरणों का उपयोग करके हमारे द्वारा की गई गलतियों को सुधारने की दिशा में एक छोटा लेकिन रोमांचक कदम है।