Etimoloji
Pseudomonas putida’nın etimolojisi, cins ve tür adlarının kökenlerini birleştirir. Cins adı Pseudomonas, Yunanca “pseudēs” (sahte) ve “monas” (birim veya tek) köklerinden türemiştir ve bu, erken mikrobiyologların bu bakterileri görünüşte basit, hareketli özelliklere sahip tek hücreli organizmalar olarak gözlemlediklerini yansıtır; bu sınıflandırma, bakteri taksonomisinin biçimlendirici yıllarında Walter Migula tarafından önemli ölçüde rafine edilmiştir. Tür epiteti “putida”, “kötü kokulu” veya “sığ” anlamına gelen Latince sıfat putidus’tan türetilmiştir; bu adlandırma, muhtemelen bakterinin kültüre alındığında veya organik maddenin metabolik bozunmasının bir sonucu olarak ürettiği belirgin kokuya atıfta bulunur. Pseudomonas putida adı birlikte, hem organizmanın morfolojik basitliğini hem de doğal ortamında gözlemlenen karakteristik koku alma özelliklerini kapsar.
Pseudomonas putida, Pseudomonadaceae familyasının Gammaproteobacteria sınıfındaki Pseudomonas cinsine ait Gram negatif, aerobik, çubuk şeklinde bir bakteridir. Toprak, su ve bitki rizosferlerinde yaygın olarak dağılmıştır ve metabolik çok yönlülüğü, çeşitli çevre koşullarında gelişmesini sağlar. Bu organizma, aromatik hidrokarbonlar, çözücüler ve çeşitli ksenobiyotikler dahil olmak üzere geniş bir organik bileşik yelpazesini parçalama yeteneğiyle ünlüdür ve bu sayede doğal biyoremediasyon süreçlerinde önemli bir rol oynar.
Taksonomik olarak, Pseudomonas putida genetik ve biyokimyasal çeşitliliği açısından kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Genomu, karmaşık organik substratların katabolizmasını kolaylaştıran çeşitli enzimler ve düzenleyici proteinler kodlar; bu özellik, endüstriyel biyoteknoloji uygulamaları için potansiyelini destekler. Organizma, toluen ve ilgili bileşiklerin bozunmasından sorumlu TOL plazmid sisteminde bulunanlar gibi ayrıntılı bir katabolik yollar ve plazmid kodlu genler ağı tarafından desteklenen güçlü bir oksidatif metabolizma sergiler.
Ekolojik olarak, P. putida toprak mikrobiyomunun ayrılmaz bir bileşenidir ve burada besin döngüsüne ve kirleticilerin parçalanmasına katkıda bulunur. Rizosferi kolonize etme yeteneği ayrıca bitkilerle faydalı bir etkileşim olduğunu, fosfat çözündürme ve büyümeyi teşvik eden maddelerin üretimi gibi mekanizmalar yoluyla bitki büyümesini potansiyel olarak geliştirdiğini gösterir. Dahası, bakterinin kamçı aracılığıyla sağlanan biyofilm oluşturma kapasitesi ve hareketliliği, heterojen ortamlarda kalıcılığını ve adaptasyonunu kolaylaştırır.
Uygulamalı mikrobiyoloji ve endüstriyel biyoteknoloji alanında, P. putida biyokatalitik özellikleri için kullanılır. Enzimatik sistemleri, endüstriyel atıkların biyotransformasyonu ve biyolojik olarak parçalanabilir polimerler ve ince kimyasallar dahil olmak üzere değerli biyokimyasalların sentezi için kullanılmıştır. Genel olarak biyogüvenlik seviyesi 1 organizma olarak kabul edilen güvenliği nedeniyle, çevresel ve endüstriyel uygulamaları hedefleyen genetik mühendisliği için bir model sistem haline gelmiştir.
Moleküler düzeyde, P. putida üzerindeki araştırmalar stres tepki mekanizmaları, düzenleyici ağlar ve katabolik yolların evrimi hakkında içgörüler sağlamıştır. Gelişmiş genomik ve proteomik çalışmalar, karmaşık metabolik yeteneklerini daha da belirginleştirerek araştırmacıların gelişmiş biyoremediasyon ve biyokonversiyon süreçleri için yollarını manipüle etmelerine olanak sağlamıştır. Bu araştırmalar, P. putida‘nın çevresine nasıl uyum sağladığı ve onu nasıl dönüştürdüğü konusundaki anlayışı genişletmeye devam etmektedir.
Pseudomonas putida, biyoremediasyonda önemli uygulamaları olan çevresel bir bakteri olarak baskın olarak tanınmasına rağmen, özellikle bağışıklık sistemi baskılanmış bireylerde ve hastane ortamlarında klinik açıdan önemli bir fırsatçı patojen olarak ortaya çıkmıştır. P. putida‘nın klinik izolatları, kan dolaşımı enfeksiyonları, idrar yolu enfeksiyonları, yara enfeksiyonları ve santral venöz kateterler gibi cihazla ilişkili enfeksiyonlar dahil olmak üzere bir dizi enfeksiyonla ilişkilendirilmiştir; ancak Pseudomonas aeruginosa‘ya kıyasla önemli ölçüde daha düşük bir virülans profiline sahiptir. Tıbbi cihazlarda biyofilm oluşturma yeteneği ve ara sıra görülen çoklu ilaca dirençli fenotipleri, kapsamlı antimikrobiyal duyarlılık testini gerektirerek tedaviyi zorlaştırabilir. Klinik örneklerdeki P. putida izolasyonunun birçok örneği çevresel kontaminasyona atfedilse de, vaka serilerinden ve retrospektif analizlerden elde edilen artan kanıtlar, uygun klinik bağlamda P. putida tesadüfi bir bulgudan ziyade gerçek bir patojen olarak kabul edilmeli ve bu sayede duyarlı hasta popülasyonlarında hedefli terapötik müdahaleler yapılmalıdır.
Keşif
- 19. yüzyılın sonu – 20. yüzyılın başı: Migula gibi araştırmacılar tarafından öncülük edilen erken taksonomik çalışmalar, Pseudomonas cinsinin tanınması için temel oluşturdu. Bu dönemde, belirgin metabolik özellikler gösteren çevresel izolatlar kaydedildi ve bunlar arasında, Pseudomonas putida fenotipik özellikleri ve biyokimyasal çok yönlülüğüne dayanarak tanımlandı.
- 20. yüzyılın ortası: Toprak ve suyun sistematik bakteriyolojik araştırmaları, P. putida‘yı güçlü katabolik yeteneklere sahip yaygın bir sakin olarak daha da karakterize etti. Biyolojik bozunma ve besin döngüsündeki rolü, onu daha patojenik pseudomonadlardan ayıran belirgin bir ekolojik özellik olarak ortaya çıkmaya başladı.
- 20. yüzyılın sonundan 2000’lerin başına kadar: Moleküler biyolojideki gelişmeler ve genomik metodolojilerin ortaya çıkışı, P. putida sınıflandırmasını önemli ölçüde iyileştirdi. P. putida KT2440 suşunun tüm genomunun dizilenmesi ve analizi, kapsamlı katabolik repertuvarı ve metabolik ağları hakkında kapsamlı bilgiler sağladı ve onu biyoteknolojik uygulamalar için bir model organizma olarak belirledi.
- 21. yüzyılın başı: P. putida‘daki düzenleyici ağların ve metabolik yolların daha fazla açıklanması, onun çok yönlülüğünü vurguladı. Bu dönem, biyokataliz ve sentetik biyoloji potansiyeli üzerine araştırmaların genişlemesine tanık oldu ve çevresel iyileştirme ve endüstriyel biyoteknolojide tasarlanmış kullanımının önünü açtı.
- Devam Eden Araştırmalar: Günümüz çalışmaları, P. putida‘nın karmaşık düzenleyici mekanizmaları ve stres tepkileri hakkındaki anlayışımızı derinleştirmek için omik teknolojilerinden ve sistem biyolojisi yaklaşımlarından yararlanmaya devam ediyor. Bu araştırma, metabolik mühendislik ve sentetik biyolojide yenilikleri yönlendiriyor ve organizmanın biyoteknolojik geliştirme için kritik bir şasi olarak rolünü güçlendiriyor.
İleri Okuma
- Nelson, K. E., Weinel, C., Paulsen, I. T., Dodson, R. J., Hilbert, H., Martins dos Santos, V. A. P., … & Fraser, C. M. (2002). Complete genome sequence and comparative analysis of the metabolically versatile Pseudomonas putida KT2440. Environmental Microbiology, 4(12), 799–808.
- Shingler, V. (2013). Metabolic versatility of Pseudomonas putida and its impact on biocatalysis. Applied Microbiology and Biotechnology, 97(18), 7653–7661.
- Ramos, J. L., Duque, E., Huertas, M. J., & Haidour, A. (2002). Genomics of Pseudomonas: Pseudomonas putida, a versatile biocatalyst. Applied Microbiology and Biotechnology, 59(1), 1–9.
- Palleroni, N. J. (2010). The Pseudomonas story. Environmental Microbiology, 12(6), 1377–1383.
