باسیلوس ساف

**باسیلوس ساف** ()
***Bacillus safensis*** (باسیلوس ساف) یک باکتری گرم-مثبت، هاگ‌ساز و میله‌ای‌شکل است که در ابتدا از یک فضاپیما در فلوریدا و کالیفرنیا جداسازی شد. احتمال دارد که *B. safensis* در سال ۲۰۰۴ توسط فضاپیماهای فرصت و روح به سیاره مریخ منتقل شده باشد. چندین سویه شناخته‌شده از این باکتری وجود دارد که همگی به شاخه Bacillota از باکتریها تعلق دارند. این باکتری همچنین متعلق به جنس گسترده و فراگیر *[[باسیلوس]]* است. *B. safensis* یک جاندار هوازی شیمی‌پرورد است که به شدت به نمک و فرابنفش مقاوم است. *B. safensis* بر رشد گیاهان تأثیر می‌گذارد، زیرا یک تولیدکننده قوی هورمون‌های گیاهی است و به‌عنوان یک ریزوباکتریا محرک رشد گیاه عمل کرده و پس از کلونیزاسیون ریشه، رشد گیاه را افزایش می‌دهد. سویه *B. safensis* JPL-MERTA-8-2 تنها سویه باکتری است که (تا کنون) نشان داده شده در محیط‌های میکروگرانشی سریع‌تر از سطح زمین رشد می‌کند.

## کشف و اهمیت
سیزده سویه از باکتری جدید *Bacillus safensis* برای اولین بار از سطوح فضاپیما و تأسیسات مونتاژ در مرکز فضایی کندی در فلوریدا و همچنین آزمایشگاه پیش‌رانش جت در کالیفرنیا جداسازی شدند. این باکتری نام خود را از تأسیسات مونتاژ فضاپیما در JPL (Spacecraft Assembly Facility یا SAF) گرفته است. پژوهشگران از تکنیک‌های معمول نمونه‌گیری با سواب برای شناسایی و جمع‌آوری این باکتری‌ها از اتاق تمیزهایی که فضاپیماها در آن مونتاژ می‌شدند استفاده کردند. این باکتری به‌طور تصادفی در مأموریت‌های فضایی به دلیل آلودگی اتاق‌های تمیز به مریخ منتقل شد. آلودگی اتاق‌های تمیز در سفرهای فضایی مسئله‌ای مهم در حفاظت از سیاره است، زیرا می‌تواند آزمایش‌های میکروبی را تهدید کرده و نتایج مثبت کاذب از حیات میکروبی دیگر سیارات ایجاد کند.

V.V. Kothari و همکارانش از دانشگاه سوراشترا در گجرات، هند، سویه دیگری به نام *B. safensis* VK را جداسازی کردند. سویه VK از گیاه زیره سبز در منطقه بیابانی گجرات، هند جمع‌آوری شد. این باکتری‌ها به‌طور خاص از ریشه‌گاه این گیاه گرفته شدند.

رام اس. سینگ و همکارانش سویه دیگری به نام AS-08 را از نمونه‌های خاک ریشه گیاه مارچوبه در یک باغ گیاه‌شناسی در دانشگاه پنجابی در هند شناسایی کردند. *B. safensis* AS-08 فعالیت اینولیناز دارد که برای تولید فروکتوالیگوساکاریدها و شربت ذرت با فروکتوز بالا استفاده می‌شود. فروکتوالیگوساکاریدها به عنوان شیرین‌کننده‌های مصنوعی در بسیاری از محصولات غذایی تجاری یافت می‌شوند. شربت ذرت نیز در بسیاری از غذاهای فرآوری‌شده وجود دارد.

داوندر کومار و همکارانش از دانشگاه کورکشترا در هند سویه DVL-43 را از نمونه‌های خاک جدا کردند. این سویه دارای لیپاز بود، که آنزیمی مهم برای هضم چربی‌ها است. لیپازها گروهی از مواد شیمیایی هستند که در طبیعت بین گیاهان، حیوانات و میکروارگانیسم‌ها فراوان هستند و به‌طور گسترده در صنایع غذایی، تولید محصولات کاغذی، مواد شوینده و سوخت زیست‌دیزل استفاده می‌شوند.

P. Ravikumar از کالج هنرهای دولتی در دانشگاه بهاراتیار هند، سویه‌ای به نام PR-2 را از نمونه‌های خاک حاوی مواد منفجره جدا کرد. این سویه با استفاده از روش توالی‌یابی به روش سنگر توسط توالی 16S rDNA شناسایی شد و در ژن‌بانک در مریلند، ایالات متحده، ثبت گردید. این سویه با شماره دسترسی KP261381 و ۸۸۵ جفت‌باز DNA خطی و تعداد بازهای 175 *a*، 295 *c*، 199 *g* و 216 *t* مشخص شده است.

## خصوصیات فیزیکی و متابولیسم
*Bacillus safensis* یک باکتری گرم-مثبت، هاگ‌ساز و میله‌ای‌شکل است. *B. safensis* همچنین یک جاندار هوازی شیمی‌پرورد است. اندازه سلول‌های این باکتری بین ۰٫۵ تا ۰٫۷ میکرومتر قطر و ۱٫۰ تا ۱٫۲ میکرومتر طول دارد. این گونه جنبنده است و از تاژک قطبی برای حرکت استفاده می‌کند. بسیاری از سویه‌های *B. safensis* میانه‌دوست در نظر گرفته می‌شوند، زیرا در دماهای  بهینه رشد دارند. با این حال، برخی سویه‌ها توانایی رشد در شرایط شدید مانند شوری بالا، قرارگیری در معرض فرابنفش، رطوبت کم و دماهای بسیار زیاد را دارند.

سویه *B. safensis* FO-036b در بازه دمایی  بهینه رشد دارد و در  قادر به رشد نیست. این سویه شوری ۰–۱۰٪ و پی‌اچ ۵٫۶ را ترجیح می‌دهد. همچنین هاگ‌های تولیدشده توسط این سویه در برابر هیدروژن پراکسید و اشعه فرابنفش مقاوم هستند.

سویه VK از *B. safensis* یک میکروب مقاوم به شوری است و می‌تواند در غلظت‌های بالای شوری رشد کند، حتی فراتر از بازه 0–10%. این سویه می‌تواند در غلظت ۱۴٪ سدیم کلرید با محدوده pH بین ۴ تا ۸ رشد کند. همچنین این سویه دارای ژن‌هایی است که آنزیم 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase را کد می‌کنند. این آنزیم با تجزیه پیش‌ساز هورمون گیاهی اتیلن، آلفا-کتوبوتیریک اسید و آمونیاک () تولید می‌کند. این توانایی به گیاه امکان تحمل شوری، فلزات سنگین و هیدروکربن آروماتیک چندحلقه‌ای را می‌دهد. به دلیل این ویژگی‌ها، *B. safensis* VK یک تولیدکننده قوی هورمون‌های گیاهی است.

## ژنوم‌شناسی
ژنوم سویه *Bacillus safensis* FO-036b دارای محتوای سیتوزین-گوانین 41.0–41.4 mol% است.

ژنوم *B. safensis* VK از یک کشت ۲۴ ساعته روی آگار نوترینت به دست آمده است. این سویه با استفاده از کیت تجاری GenElute جداسازی شد و توالی‌یابی شاتگان کل ژنوم آن انجام گرفت. در این سویه، ۳۹ کانتیگ بزرگ‌تر از ۲۰۰ جفت‌باز شناسایی شد. ژنوم این سویه دارای محتوای GC برابر ۴۶٫۱٪ و یک کروموزوم دایره‌ای با اندازه 3.68 Mbp است. ۳٬۹۲۸ توالی کدکننده پروتئین شناسایی شد که ۱٬۸۲۲ توالی از آن‌ها به یکی از ۴۵۷ زیرسامانه RAST منصوب شدند.

RAST (Rapid Annotation using Subsystem Technology) یک سرور است که حاشیه‌نویسی ژنوم‌های باکتریایی و آرکئی را تولید می‌کند.

ژنوم این سویه همچنین شامل ۷۳ ژن آران‌ای حامل است. توالی ژنوم *B. safensis* VK در ژن‌بانک با شماره دسترسی AUPF00000000 در دسترس است. سویه دیگری به نام DVL-43 نیز در GenBank با شماره دسترسی KC156603 ثبت شده است. سویه PR-2 نیز در ژن‌بانک با شماره دسترسی KP261381 یافت می‌شود.

یک تحلیل فیلوژنتیکی کامل از ژنوم‌های *B. safensis*, *B. pumilus* و دیگر گونه‌های Bacillota نشان داد که این باکتری‌ها به سه خوشه متمایز تقسیم می‌شوند. یکی از زیرخوشه‌های بزرگ شامل سویه‌هایی است که در مقالات به *B. safensis* نسبت داده شده‌اند و همچنین برخی از سویه‌های *B. pumilus*، که این موضوع نشان می‌دهد پروفایل‌سازی فیلوژنتیکی می‌تواند در بازنگری نام‌گذاری سویه‌ها مفید باشد.

## سویه‌ها
در زیر، سویه‌های شناسایی‌شدهٔ کنونی *Bacillus safensis*، از جمله محل کشف و سال کشف (در صورت موجود بودن) آورده شده است.
* *Bacillus safensis* subsp. *safensis* FO-36B – اتاق تمیز – کالیفرنیا (۱۹۹۹)
* *Bacillus safensis* NH21E_2 – رسوب – دریای چین جنوبی
* *Bacillus safensis* B204-B1-5 – رسوب – دریای چین جنوبی
* *Bacillus safensis* EMJ-O3-B1-22 – رسوب – دریای چین جنوبی
* *Bacillus safensis* CJWT7 – رسوب – دریای چین جنوبی
* *Bacillus safensis* SLN29 – رسوب – دریای چین جنوبی
* *Bacillus safensis* BMO4-13 – آب سطحی – اقیانوس آرام
* *Bacillus safensis* D21 – رسوب – اقیانوس منجمد شمالی
* *Bacillus safensis* HYg-9 – محتویات دستگاه گوارش ماهی – جزیره شیامن
* *Bacillus safensis* NP-4 – آب سطحی – اقیانوس منجمد شمالی
* *Bacillus safensis* 15-BO4 10-15-3 – رسوب – دریای برینگ
* *Bacillus safensis* DW3-7 – آب پرورش آبزیان – مزرعه پرورش میگو
* *Bacillus safensis* FO-33 – اتاق تمیز – کالیفرنیا (۱۹۹۹)
* *Bacillus safensis* SAFN-001 – کف ورودی آزمایشگاه پیش‌رانش جت (۲۰۰۱)
* *Bacillus safensis* SAFN-027 – اتاق انتظار آزمایشگاه پیش‌رانش جت (۲۰۰۱)
* *Bacillus safensis* SAFN-036 – اتاق تمیز آزمایشگاه پیش‌رانش جت (۲۰۰۱)
* *Bacillus safensis* SAFN-037 – کف اتاق تمیز آزمایشگاه پیش‌رانش جت (۲۰۰۱)
* *Bacillus safensis* KL-052 – بالای کابینت اتاق تمیز آزمایشگاه پیش‌رانش جت (۲۰۰۱)
* *Bacillus safensis* 51-3C – سطح فضاپیمای مریخ‌ادیسه (۲۰۰۲)
* *Bacillus safensis* 81-4C – کف مرکز مونتاژ مریخ‌ادیسه (۲۰۰۲)
* *Bacillus safensis* A2-2C – کف مرکز مونتاژ مریخ‌ادیسه (۲۰۰۲)
* *Bacillus safensis* 84-1C – کف مرکز مونتاژ مریخ‌ادیسه (۲۰۰۲)
* *Bacillus safensis* 84-3C – کف مرکز مونتاژ مریخ‌ادیسه (۲۰۰۲)
* *Bacillus safensis* 84-4C – کف مرکز مونتاژ مریخ‌ادیسه (۲۰۰۲)
* *Bacillus safensis* JPL-MERTA-8-2 – اتاق تمیز مریخ‌نورد آزمایشگاه پیش‌رانش جت (2004)
* *Bacillus safensis* DVL-43 – هند
* *Bacillus safensis* VK – گجرات، هند
* *Bacillus safensis* AS08 – باغ گیاه‌شناسی – دانشگاه پنجابی، هند
* *Bacillus safensis* PR-2 – خاک حاوی مواد منفجره – تامیل نادو، هند (۲۰۱۵)
* *Bacillus safensis* subsp. *safensis* HCM-06 – خاک ریزوسفری – هند (۲۰۲۲)
* *Bacillus safensis* BB2 – نان زنبور (تخمیر شده گرده زنبور عسل) – مالزی (2018)
* *Bacillus safensis* MAE 17 – خاک – مصر (2019)
* *Bacillus safensis* subsp. *osmophilus* BC09 – شیر تغلیظ‌شده – اسپانیا (2019)

## تمایز بین گونه‌های مرتبط
چندین جدایه از جنس *Bacillus* تقریباً با *[[Bacillus pumilus]]* یکسان هستند. گروه جدایه‌های مرتبط با *B. pumilus* شامل پنج گونه مرتبط است: *B. pumilus*, *B. safensis*, *B. stratosphericus*, *B. altitudinis* و *B. aerophilus*. تمایز این گونه‌ها به دلیل شباهت ۹۹٫۵٪ در توالی ژن آران‌ای ریبوزومی ۱۶اس بسیار دشوار است. اخیراً دانشمندان راهی جایگزین برای تمایز بین این گونه‌های بسیار نزدیک، به‌ویژه *B. pumilus* و *B. safensis* کشف کرده‌اند.

دی‌ان‌ای ژیراز یک آنزیم مهم است که ابرپیچ دی‌ان‌ای منفی را به دی‌ان‌ای معرفی کرده و مسئول فرایندهای زیستی در همانندسازی دی‌ان‌ای و رونویسی (ژنتیک) است. دی‌ان‌ای ژیراز از دو زیرواحد، A و B تشکیل شده است. این زیرواحدها به ترتیب gyrA و gyrB نامیده می‌شوند. ژن gyrB، که پروتئین زیرواحد B است، یک توپویزومراز نوع II است که برای همانندسازی دی‌ان‌ای ضروری است. این ژن در میان گونه‌های باکتریایی حفظ شده است. نرخ فرگشت در سطح مولکولی از توالی‌های مرتبط با gyrB می‌تواند با سرعت بیشتری نسبت به توالی‌های ژن 16S rRNA تعیین شود. این زیرواحدها امکان تمایز فیلوژنتیکی بین تنوع گونه‌های مرتبط با *B. pumilus*، از جمله *B. safensis* را فراهم کرده‌اند. سویه *B. safensis* DSM19292 دارای ۹۰٫۲٪ شباهت توالی gyrA با سویه *B. pumilus*  است.

در سال ۱۹۵۲، سویه‌ای از *B. pumilus* در DSMZ کشف شد و به‌عنوان سویه  شناخته شد. این سویه پیش از کشف *B. safensis* شناسایی شده بود. در سال ۲۰۱۲، شباهت توالی gyrA بین سویه *B. pumilus*  و سویه *B. pumilus* ، همچنین با سویه *B. safensis*  (سویه مرجع FO-36b) آزمایش شد. سویه  به‌ترتیب ۹۰٫۴٪ و ۹۸٪ شباهت توالی با سویه *B. pumilus*  و سویه *B. safensis*  نشان داد. این نتایج نشان داد که  ممکن است به‌جای سویه‌ای از *B. pumilus*، یک سویه *B. safensis* باشد. این نتایج تأیید کردند که توالی‌های gyrA می‌توانند برای تمایز بین باکتری‌های بسیار نزدیک استفاده شوند.

## منابع

* 

رده:باسیلوس
رده:باکتری‌های توصیف‌شده در ۲۰۰۶ (میلادی)
رده:شدیددوست‌ها