اكتشف باحثون في جامعة نبراسكا–لينكولن أن البكتيريا الفوتوسينتاتية الشائعة Rhodopseudomonas palustris يمكنها سحب حمض البيرفلوروكتانويك، وهو مادة كيميائية PFAS دائمة، إلى غشائها الخلوي. في تجارب المختبر، أزال الميكروب حوالي 44% من المادة الكيميائية على مدى 20 يومًا، على الرغم من أن الكثير منها عاد لاحقًا إلى البيئة. النتائج، المنشورة في Environmental Science: Advances، تشير إلى إمكانية هندسة الميكروبات لمكافحة تلوث PFAS.
قاد العلماء راجيب ساها ونيروبام آيتش دراسة تفحص كيفية تفاعل Rhodopseudomonas palustris مع حمض البيرفلوروكتانويك (PFOA)، وهو عضو شديد المقاومة من عائلة PFAS المعروفة باسم الكيماويات الأبدية. تستمر هذه المركبات في التربة والماء، مما يشكل مخاطر على جودة المياه والصحة العامة. كشفت البحوث، المفصلة في مجلة Environmental Science: Advances، أن البكتيريا تمتص PFOA إلى غشائها الخلوي، مع تطور السلوك مع مرور الوقت.
في اختبارات مختبرية خاضعة للرقابة، أزالت R. palustris حوالي 44% من PFOA من محيطها خلال 20 يومًا. ومع ذلك، أفرجت الكثير من المادة الكيميائية الممتصة مرة أخرى في البيئة عندما انفصلت خلايا البكتيريا، مما يبرز كلاً من الوعد والقيود للنهج الميكروبية في تنظيف PFAS. غالبًا ما تكون العلاجات الحالية لهذه الملوثات مكلفة ومكثفة الطاقة، مما يجعل الاستراتيجيات البيولوجية بديلاً جذابًا إذا تم تطويرها أكثر.
"بينما لم تُحلل R. palustris المادة الكيميائية تمامًا، إلا أن نتائجنا تشير إلى آلية تدريجية حيث قد تحبس البكتيريا PFOA في غشائها في البداية"، قال ساها، أستاذ مشارك ريتشارد إل. وكارول إس. ماكنيل. "هذا يمنحنا أساسًا لاستكشاف تدخلات جينية أو بيولوجيا أنظمة مستقبلية يمكن أن تحسن الاحتفاظ أو حتى تمكن من التحويل البيولوجي".
جمعت التعاون بين تجارب ساها البيولوجية وخبرة آيتش في كشف PFAS. "هذا النوع من التعاون هو بالضبط ما نحتاجه لمواجهة التحديات البيئية المعقدة"، لاحظ آيتش، أستاذ مشارك ريتشارد إل. ماكنيل. "من خلال جمع الميكروبيولوجيا وهندسة الكيماويات والعلوم التحليلية البيئية، نحصل على صورة أكثر اكتمالًا حول كيفية مواجهة تلوث PFAS بأدوات بيولوجية".
شغل مرشحو الدكتوراه مارك كاثول من مختبر ساها وأنيكا أزمي من مختبر آيتش كأول مؤلفين مشتركين، بدعم من جائزة Layman ومنحة مبادرة التعاون في نبراسكا. تخطط الفرق لدراسات إضافية حول هندسة الميكروبات والبيولوجيا الاصطناعية لتعزيز تدهور PFAS.