اكتشفت الباحثة في جامعة الخليج العربي سارة أحمد الخلف تقنية الإزالة البيولوجية للكبريت من الوقود الأحفوري منذ عدة عقود بطريقة آمنة بيئياً واقتصادية لم يتم تطبيقها سابقاً في الصناعة رغم إجراء الكثير من الأبحاث على مدى العقود الثلاثة الماضية بسبب عدم توفرها. من الفهم العميق لآليات التمثيل الغذائي والوظائف الحيوية في البكتيريا. الذي يزيل الكبريت من الوقود.

وفي أطروحتها للدكتوراه في التكنولوجيا الحيوية البيئية والتي حملت عنوان “الكشف عن الجينات غير المرتبطة بآلية 4S التي تنتج عوامل خاصة وأساسية للإزالة البيولوجية للكبريت من الوقود الأحفوري”، استخدمت الباحثة تقنية الطفرات العشوائية في بكتيريا Rhodococcus qingshengii IGTS8 للتعرف على الجينات والآليات الأيضية التي يمكن أن تؤثر على قدرة هذه البكتيريا على إزالة الكبريت، وتم إنتاج مجموعة مكونة من 16000 سلالة متحولة.

وقال الخلف الذي أشرف على دراسته الدكتور وائل أحمد المسلماني، إن بعض فحوصات هذه السلالات في وسط غذائي يحتوي على مركب ثنائي بنزوثيوفين كمصدر للكبريت أظهرت أن تسع سلالات متحولة نمت بشكل مختلف عن السلالة الأم، موضحا أن هذه السلالات نمت أيضًا بشكل مختلف عن السلالة الأم في الوسط. الأطعمة التي تحتوي على كبريتات المغنيسيوم أو خليط من كبريتات المغنيسيوم وثنائي بنزوثيوفين.

وتبين وجود اختلاف في طريقة النمو بين هذه السلالات الطافرة، وأظهرت القياسات أن هذه السلالات تنتج وتستهلك كميات مختلفة من الكبريتات غير العضوية. أظهر فصل الغاز وتحليل قياس الطيف الكتلي أيضًا أن هذه السلالات استهلكت كميات مختلفة من ثنائي بنزوثيوفين وأنتجت ثنائي هيدروكسي ثنائي الفينيل، المنتج النهائي لمسار 4S. لإزالة الكبريت.

وأضافت موضحة: “ومع ذلك، كان معدل إزالة الكبريت منخفضًا جدًا مقارنة بالمعدل المقابل في السلالة الأم، وتم استخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل لتحديد الجينات التي حدثت فيها طفرات عشوائية في السلالات الطافرة، حيث تم اكتشاف جين فريد من نوعه”. وتم إنتاج قطعة DNA حصرية للسلالة الطافرة رقم 8018 والتي بلغ طولها خمسة آلاف قاعدة مزدوجة، وتم التعرف على جزء من هذه القواعد، حيث أظهر التحليل أن الطفرة العشوائية حدثت في مجموعة جينات لبروتينات افتراضية، والتي لا تعرف وظيفتها.

وأكدت أن هذه النتائج توضح أهمية تقنية الطفرات العشوائية كأداة فعالة في دراسة النظم البيولوجية في بكتيريا إزالة الكبريت، كما يتضح أيضًا أن السلالات الطافرة التي تمت دراستها تحتوي على طفرات عشوائية في جينات مختلفة قد تؤثر على نمط إزالة الكبريت بشكل مباشر أو بشكل غير مباشر. في حين أن الجينات الطافرة قد تنتمي إلى أنواع مختلفة من الوظائف البيولوجية وآليات التمثيل الغذائي.