Dioxan-chomping mikrobe har et nyttigt gen

Rice University-forskere har opdaget et bakteriebåret gen, der hjælper med at nedbryde en form for dioxan, et grundvandsforurenende stof og formodet kræftfremkaldende stof. Opdagelsen kan være grundlaget for et tiltrængt værktøj til at beslutte, hvordan forurenede områder skal behandles.

Forskning foretaget af rislaboratoriet af civil- og miljøingeniør Pedro Alvarez fandt en ny genklynge i Mycobacterium dioxanotrophicus PH-06, en skimmellignende bakterie, der er i stand til at bruge 1, 4-dioxan som sin eneste kilde til kulstof og energi. Mikroben blev opdaget i 2009 i sedimentet af en dioxan-forurenet flod i Sydkorea.

I en tidligere undersøgelse, Rice-holdet afkodede bakteriens komplette genomsekvens. Mens det klart fodrede på dioxan, det indeholdt ikke et velundersøgt gen fundet i en anden mikrobe kendt for at initiere dioxan bionedbrydning.

Men hele genomsekvensen afslørede tilstedeværelsen af ​​en ny propanmonooxygenase-genklynge, der udtrykker et enzym, som forskerne sagde, sandsynligvis også vil starte dioxan-bionedbrydning. "Dette er vigtigt, fordi det viser, at dioxan-nedbrydende gener er mere forskelligartede end tidligere anerkendt, " sagde Alvarez.

Den nye undersøgelse vises i American Chemical Society-tidsskriftet Environmental Science &Technology Letters.

Dioxan er blevet brugt i vid udstrækning som stabilisator for klorerede opløsningsmidler og findes almindeligvis som en co-forurening på tusindvis af forurenede steder, ifølge forskerne. Kemikaliet er meget opløseligt i vand, udvaskes let til grundvandet og er modstandsdygtig over for naturlig biologisk nedbrydning, sagde Alvarez.

Han sagde, at opdagelsen skulle hjælpe miljøingeniører med at finde den bedste måde at behandle forurenet grundvand på.

"Nuværende metoder til sanering af stedet som 'pump and treat' eller in situ kemisk oxidation er ikke egnede til store og fortyndede dioxanfaner, der er fremherskende på tusindvis af forurenede steder, " sagde han. "For sådanne fjer, overvåget naturlig svækkelse (MNA) kan være den mest omkostningseffektive tilgang.

"Imidlertid, MNA er underudnyttet på dioxan-påvirkede steder, fordi vi mangler pålidelige analytiske værktøjer til at understøtte beslutninger om at vælge det eller afvise det, " han sagde.

Genklyngen kunne bruges som en sonde til at teste for tilstedeværelsen af ​​dioxan-nedbrydere i grundvandet. Hvis der er nedbrydere til stede, stedet er måske bedst for at fjerne dioxan naturligt, dog med fortsat overvågning. Genklyngen giver et grundlag for at minimere falske negativer, når man leder efter dioxan-nedbrydende stoffer på forurenede steder, sagde Alvarez.

"Der er et presserende behov for disse molekylære værktøjer fra et økonomisk synspunkt, " sagde han. "Vores nye genprobe kan oplyse velovervejet MNA-udvælgelse og undgå betydelige udgifter forbundet med dyre og marginalt effektive afhjælpningsalternativer."