Çevreyi korumak ve bakterileri biyoremediasyon olarak çalışmaya adapte etmek için polietilen tereftalatı parçalayabilen ruminantlardaki bakterilerin izolasyonu ve tanımlanması
Isolation and identification of bacteria in ruminants that can degrade polyethylene terephthalate to protect the environment and adapt bacteria to work as bioremediation
Yazar: RAWAA MOHAMMED HASAN WITWIT
Danışman: PROF. DR. ÖZCAN ÖZKAN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ HASNAİAN KHALEEL IBRAHİM SHAREEF
Çankırı Karatekin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Plastiklerin hem endüstride hem de günlük hayatta yaygın kullanımı göz önüne alındığında, küresel üretimleri son birkaç on yıldır artış göstermektedir. Sentetik plastiklerin inşaat ve elektronikten ambalajlamaya kadar birçok faydası olmasına rağmen, biyolojik olarak parçalanabilirliklerinin düşük olması çevreye, insan sağlığına ve ekolojik döngüye zararlı plastik kirliliğine neden olmaktadır. Tüm plastiklerin yaklaşık %40'ı polietilenden (PE) yapılmaktadır, ancak biyolojik bozunma, bu genişleyen çevre sorununu ele almak için en çekici ve çevreye karşı sorumlu çözüm gibi görünmektedir. Bu derlemede, bu çalışmanın amacı Pseudomonas'ın çeşitli ortamlarda plastiği sindirme kapasitesini araştırmak ve bu biyolojik bozunma sürecine dahil olan genleri incelemektir. Bu çalışmanın amacı, Pseudomonas'ın çeşitli ortamlarda plastiği sindirme kapasitesini araştırmak ve bu biyolojik bozunma sürecine dahil olan genleri incelemektir. Çalışmada kullanılan plastik toz ticari olarak temin edilen polietilen plastikten hazırlanmıştır. İnek, koyun ve keçilerin midelerinden 155 sürüntü numunesi toplanmış ve kültür için hemen laboratuvara gönderilmiştir. Sürüntüler kanlı agar üzerine yerleştirilmiş ve 37°C sıcaklıkta 24 saat inkübasyona tabi tutulmuştur. Pseudomonas aeruginosa izolatları morfolojik ve biyokimyasal özelliklerine göre sınıflandırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, bakteriyel büyüme ve hücre çoğalması için en uygun koşulları ortaya koymuştur. Buna göre, farklı pH seviyelerinde (5, 6, 7 ve 8) ve sıcaklıklarda (23°C, 30°C, 37°C ve 44°C) değişen plastik konsantrasyonları altında hücre sayımlarında değişiklikler tespit edilmiştir. P. aeruginosa için en uygun koşullar; pH 7, konsantrasyon 1 mL ve sıcaklığın 37°C olmasıdır. Ayrıca sonuçlar, MSM üzerinde büyüyen canlı bakteri popülasyonunu ölçerek bakterilerin bozunma kapasitesini göstermektedir. Canlı Pseudomonas sayısı ilk olarak ilk gün artmış ve daha sonra deney süresince azalmıştır. P. aeruginosa için biyolojik bozunma yüzdesi %59,31 olmuştur. Genler (16S RNA) için özel olarak tasarlanmış primer setleri kullanılarak elde edilen PCR amplifikasyon ürünleri, DNA amplifikasyonunda referans suşların ürünleriyle karşılaştırılmıştır. Uygun genin varlığı, belirli bir uzunluktaki (956 bp) pozitif bantların tespit edilmesiyle doğrulanmıştır. P. aeruginosa izolatlarının 20'si (%100) virülans faktörü olarak 16s RNA genine sahip olarak belirlenmiştir. Bu çalışmanın bulguları, polietilenin ekosistem içindeki bakteri toplulukları tarafından biyolojik olarak parçalanması için bir temel oluşturacak ve çevre yönetimi için ekolojik olarak sürdürülebilir bir yaklaşım sunacaktır.

Abstract:
Given the widespread use of plastics in both industry and daily life, their global production has been on the rise over the past few decades. Despite the fact that synthetic plastics have many benefits, from construction and electronics to packaging, their low biodegradability causes plastic pollution that is harmful to the environment, human health and the ecological cycle. About 40% of all plastics are made from polyethylene (PE), yet biodegradation seems to be the most attractive and environmentally responsible solution to address this expanding environmental problem. In this review the objective of this study was to investigate the capacity of Pseudomonas to digest plastic under various settings, while examining the genes involved for this biodegradation process. The aim of this study was to investigate the capacity of Pseudomonas to digest plastic in various environments and to examine the genes involved in this biodegradation process. The plastic powder used in the study was prepared from commercially available polyethylene plastic.. A total of 155 swabs were collected from the stomachs of cows, sheep and goats and immediately sent to the laboratory for culture. The swabs were placed on blood agar and incubated at 37°C for 24 hours. Pseudomonas aeruginosa isolates were classified according to their morphological and biochemical characteristics. The results obtained revealed the optimal conditions for bacterial growth and cell proliferation. Accordingly, changes in cell counts were detected under varying plastic concentrations at different pH levels (5, 6, 7 and 8) and temperatures (23°C, 30°C, 37°C and 44°C). The optimal conditions for P. aeruginosa were pH 7, concentration 1 ml and temperature 37°C. The results also show the degradation capacity of the bacteria by measuring the population of viable bacteria growing on MSM. The number of viable Pseudomonas initially increased on the first day and then decreased throughout the experiment. The biodegradation percentage for P. aeruginosa was 59.31%. PCR amplification products obtained using primer sets specifically designed for genes (16S RNA) were compared with the products of reference strains in DNA amplification. The presence of the appropriate gene was confirmed by the detection of positive bands of a specific length (956bp). Twenty (100%) of the P. aeruginosa isolates were identified as having the 16s RNA gene as a virulence factor. The findings of this study will serve as a foundation for the biodegradation of polyethylene by bacterial communities within the ecosystem, offering an ecologically sustainable approach for environmental management.