Biodegradative Bacteria: How Bacteria Degrade, Survive, Adapt, and Evolve

باکتری‌های زیست تخریب‌پذیر ماهیت جدید عملکرد سلول‌های باکتریایی در زمینه تجزیه زیستی را با قرار دادن آنها در سه بخش برجسته می‌کند: (1) سیستم‌های ژنتیکی و ژنومی، (2) سیستم‌های آنزیمی تخریب‌کننده، و (3) رفتار باکتری در سیستم های محیطی طبیعی. بخش اول کتاب شامل عملکردهای سلولی به عنوان ماشین های تخریب کننده، سیستم های ژنومی برای تخریب موثر و تکامل سیستم های تخریب کننده توسط عناصر ژنتیکی متحرک است. بخش دوم به ساختار، عملکرد، تکامل، تنوع و کاربرد آنزیم های تخریب کننده و مرتبط می پردازد. بخش سوم رفتارهای سلولی یا ژنومی باکتری های زیست تخریب پذیر در اکوسیستم های طبیعی را ارائه می دهد.

ظرفیت متابولیک باکتری ها، که نقش مهمی در چرخه جهانی مواد ایفا می کند، به طور قابل توجهی به ظرفیت بافری برای اکوسیستم های عظیم کمک می کند. انتشار ناخواسته مواد شیمیایی مختلف با این حال، اخیراً شکوفایی و جهانی شدن تمدن مادی نه تنها به آلودگی شدید محلی توسط مواد شیمیایی خطرناک، بلکه به افزایش مداوم غلظت آلاینده ها در سراسر جهان منجر شده است. برای حل چنین مسائل فوری جهانی، عملکردهای باکتریایی که در تجزیه زیستی مواد شیمیایی خطرناک نقش دارند، تجزیه و تحلیل شده است. اصطلاح "باکتری های زیست تخریب پذیر" به آن دسته از باکتری هایی اطلاق می شود که توانایی تخریب چنین بیگانه بیوتیک (ساخت بشر) و/یا مواد شیمیایی خطرناک را دارند. تجزیه و تحلیل باکتری‌های تجزیه‌کننده زیستی شامل حوزه‌های مختلف مطالعاتی مانند ژنتیک، آنزیم‌شناسی، ژنومیک، فیزیولوژی سلولی، اکولوژی و زیست‌شناسی تکاملی است. به عبارت دیگر، اهداف مورد بررسی در تحقیقات بر روی باکتری های زیست تخریب پذیر شامل مولکول های منفرد، سیستم های تک سلولی، کنسرسیوم های باکتریایی (تعامل با میکروارگانیسم های اطراف) و برهمکنش با مواد زیستی و غیر زنده اطراف هستند. چنین پیچیدگی، تحقیق روی باکتری های زیست تخریب پذیر را دشوار اما بسیار جالب می کند.

Biodegradative Bacteria highlights the novel nature of bacterial cell functions in the field of biodegradation by putting them into three parts: (1) Genetic and genomic systems, (2) Degradative enzyme systems, and (3) Bacterial behavior in natural environmental systems. The first part of the book includes cell functions as degradative machinery, genome systems for effective degradation, and the evolution of degradative systems by mobile genetic elements. The second part deals with the structure, function, evolution, diversity, and application of degradative and related enzymes. The third part presents cell or genomic behaviors of biodegradative bacteria in natural ecosystems.

Bacterial metabolic capacity, which plays an important role in the global material cycle, contributes significantly to the buffering capacity for the huge and unintended release of various chemicals. Recently, however, the prosperity and globalization of material civilization has led not only to severe local contamination by hazardous chemicals, but also to continuous increment of contaminant concentrations worldwide. To solve such urgent global issues, bacterial functions that are involved in biodegradation of hazardous chemicals have been analyzed. The term “biodegradative bacteria” refers to those bacteria that have the ability to degrade such xenobiotic (man-made) and/or hazardous chemicals. Analyses of biodegradative bacteria include diverse areas of study, such as genetics, enzymology, genomics, cell physiology, ecology, and evolutionary biology. In other words, the targets investigated in research on biodegradative bacteria include single molecules, single cell systems, bacterial consortia (interaction with surrounding microorganisms), and interaction with surrounding biotic and abiotic materials. Such complexity makes the research on biodegradative bacteria difficult but quite interesting.