Bioluminescentie is een zichtbaar licht dat wordt uitgezonden door een levend organisme, zoals de gloed van een vuurvlieg of kwal. De biotechnologische bacteriën die worden gebruikt als bioremediale behandelingsmiddelen zijn eencellige organismen die niet van nature gloeien, maar worden door wetenschappers aangepast om dit te doen. De veranderde bacteriën dragen elk een reporter eiwit en een sensor.

Laten we beginnen met het belang van het reportereiwit. Bioluminescentie is een chemische reactie die wordt veroorzaakt door een door een enzym gekatalyseerd proces:de enzymen die licht produceren, worden genoemd luciferine , en degenen die de katalysator zijn, worden genoemd luciferase . De reporter is verantwoordelijk voor deze enzymatische activiteit, waardoor bioluminescentie-energie vrijkomt en de bacteriën hun kleur krijgen. Je zult de blauwgroene gloed van deze bacterie echter niet in de oceaan zien; het reportereiwit is zichtbaar onder een microscoop of met een speciaal lichtregistratieapparaat.

De sensor is hoe de bacteriën continu kunnen controleren op de aanwezigheid van bepaalde chemicaliën, bepaald door de wetenschappers die de organismen bio-engineeren. Het stelt de bacteriën ook in staat om de concentratie en verspreiding van verontreinigende stoffen te detecteren en of ze zich al dan niet verspreiden.

Bioremediale behandelingen zijn een relatief goedkope en gemakkelijke herstelmethode in vergelijking met traditionele chemicaliën en apparatuur. In de eerste onderzoeken bacteriën hebben laten zien dat ze olielekkages sneller kunnen opruimen dan traditionele technieken en daarbij de schade aan ecosystemen kunnen verminderen.

Omgevingen die rijk zijn aan fosfor en stikstof (in water oplosbare meststoffen die worden aangetroffen in natuurlijke elementen zoals sojalecithine en uitwerpselen van vogels) moedigen de bacteriën aan om te gedijen, giftig afval eten en kooldioxide en water achterlaten als de enige bijproducten van hun consumptie. In een dergelijke omgeving, bioremediale behandelingen bleken binnen 18 dagen 87 procent van de olie te verwijderen [bron:Europese Commissie, DG Milieu]. Wanneer het voedsel (in dit geval koolwaterstoffen) raakt op, de biologisch gemanipuleerde bacteriën sterven.

Hoewel de bacteriën naar verluidt veilig zijn voor introductie in de natuurlijke omgeving vanwege hun onvermogen om goed te reproduceren in de open lucht en hun natuurlijke doodscyclus, overheidsvoorschriften maken het vaak moeilijk om ze te gebruiken omdat ze genetisch zijn veranderd. Voor nu, de bacteriële agentia die worden gebruikt om olielozingen op te slokken, zijn meestal van nature voorkomende soorten met een voorliefde voor giftig afval.

Bioluminescente bacteriën kunnen u ook helpen om door voedsel overgedragen ziekten te vermijden. Vlees en andere rauwe dierlijke producten die niet op de juiste manier worden behandeld of gekookt, geven ons een risico op ziekte door voedselbesmetting, specifiek van salmonellabacteriën. Wetenschappers hebben salmonella-stammen gemaakt met een bioluminescent gen waarmee de bacteriën in realtime kunnen worden gezien terwijl ze op voedselproducten groeien. Dit type beeldvorming zou kunnen leiden tot vooruitgang in voedselveiligheidspraktijken.

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

• Hoe bioluminescentie werkt
• Hoe ruim je een olievlek op?
• Hoe de EPA werkt
• Hoe olieraffinage werkt
• Hoe offshore boren werkt

Meer geweldige links

• U.S. Environmental Protection Agency

bronnen

• Allard, Simon TM "Bioluminescente Reporter-genen." Promega Corporation. 2008. http://www.promega.com/enotes/features/fe0030.htm
• Andersen, Jens Bo, Arne Heydorn, Arne, Morten Hentzer, Leo Eberl, Otto Geisenberger, Bjarke Bak Christensen, Dus/ren Molin, Michaël Givskov. "gfp-gebaseerde N-Acyl homoserine-lacton sensorsystemen voor detectie van bacteriële communicatie." Toegepaste en milieumicrobiologie. 2001http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=92623
• Attila, K., K. Hoe, TB Kirkpatrick, RW Wills, R. Hartford-Bailey, ML Laurens. "Ontwikkeling van bioluminescente salmonella-stammen voor gebruik in voedselveiligheid." BioMed Centraal-Microbiologie. Deel 8. 2008.http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=2257966
• bruin, Malcolm W. "Onderzoekers schakelen bacteriën in om de strijd aan te gaan met olieramp." De New York Times. 1989. http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=950DEFDD1E3BF930A15756C0A96F948260
• "Kleurgecodeerde bacteriën kunnen olielekkages of lekkende leidingen en opslagtanks opsporen." WetenschapDagelijks. 2008. http://www.sciencedaily.com/releases/2008/09/080910210529.htm
• "Bacteriën aanmoedigen om olievlekken op te ruimen." Europese Commissie, DG Milieu. Milieudeskundige.com. 2008. http://water.environmental-expert.com/resultEachPressRelease.aspx ?cid=8819&codi=41125&idproducttype=8
• Etkin, Dagmar Schmidt. "Het schatten van opruimkosten voor olielozingen." Inlichtingenrapport over olieramp. Cutter Information Corp. 1999. http://www.environmental-research.com/erc_papers/ERC_paper_1.pdf
• Gartner, John. "Olieeters slurpen gemorste vloeistoffen op." Bedrade. 2004.http://www.wired.com/science/discoveries/news/2004/12/66017
• "Hoe ruim je een olievlek op?" Universiteit van Delaware Sea Grant. Universiteit van Delaware. 2004. http://www.ocean.udel.edu/oilspill/cleanup.html
• Meighen, Edward A. "Bioluminescentie." Chemie verklaard:grondslagen en toepassingen. http://www.chemistryexplained.com/Ar-Bo/Bioluminescence.html
• "Reactietechnieken voor olierampen." Crisismanagement, Amerikaanse Environmental Protection Agency. http://www.epa.gov/oem/content/learning/oiltech.htm
• "Olietanker Spill Statistieken:2007." De International Tanker Owners Pollution Federation Ltd. 2008. http://www.itopf.com/information-services/data-and-statistics/statistics /documents/stats07_000.pdf
• Patijn, Stanislav. "Olielek." De encyclopedie van de aarde. 2008.http://www.eeearth.org/article/Oil_spill
• Willems, Andreas. "Wetenschappers ontwikkelen olievlek- en vervuilingsvlekbacteriën." SchoonTechniek. 2008. http://cleantechnica.com/2008/10/01/scientists-develop-oil-spill-and-pollution-spotting-bacteria/