ບົດຄວາມນີ້ແມ່ນສ່ວນໜຶ່ງຂອງຫົວຂໍ້ການຄົ້ນຄວ້າ “ເຕັກໂນໂລຊີການບຳບັດທາງຊີວະພາບຂັ້ນສູງ ແລະ ຂະບວນການຣີໄຊເຄີນສານປະກອບອິນຊີສັງເຄາະ (SOC)”. ເບິ່ງບົດຄວາມທັງໝົດ 14 ບົດຄວາມ
ໄຮໂດຄາບອນອາໂຣມາຕິກໂພລີໄຊຄຼິກ (PAHs) ນ້ຳໜັກໂມເລກຸນຕ່ຳ ເຊັ່ນ ແນບຟທາລີນ ແລະ ແນບຟທາລີນແທນ (ເມທິລແນບຟທາລີນ, ກົດແນບຟທາອິກ, 1-ແນບຟທິວ-N-ເມທິລຄາບາເມດ, ແລະອື່ນໆ) ຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອຸດສາຫະກຳຕ່າງໆ ແລະ ເປັນພິດຕໍ່ພັນທຸກຳ, ກໍ່ໃຫ້ເກີດການກາຍພັນ ແລະ/ຫຼື ເປັນສານກໍ່ມະເຮັງຕໍ່ສິ່ງມີຊີວິດ. ສານປະກອບອິນຊີສັງເຄາະ (SOCs) ຫຼື ສານປະສົມຈາກສັດຕ່າງຊາດເຫຼົ່ານີ້ຖືກຖືວ່າເປັນມົນລະພິດທີ່ສຳຄັນ ແລະ ເປັນໄພຂົ່ມຂູ່ຮ້າຍແຮງຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມໂລກ ແລະ ສຸຂະພາບຂອງປະຊາຊົນ. ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງກິດຈະກຳຂອງມະນຸດ (ເຊັ່ນ: ການເຮັດໃຫ້ເປັນອາຍແກັສຖ່ານຫີນ, ການກັ່ນນ້ຳມັນ, ການປ່ອຍອາຍພິດຈາກຍານພາຫະນະ ແລະ ການນຳໃຊ້ດ້ານກະສິກຳ) ກຳນົດຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ, ຈຸດໝາຍປາຍທາງ ແລະ ການຂົນສົ່ງຂອງສານປະກອບທີ່ມີຢູ່ທົ່ວໄປ ແລະ ທົນທານເຫຼົ່ານີ້. ນອກເໜືອໄປຈາກວິທີການປິ່ນປົວ/ກຳຈັດທາງກາຍະພາບ ແລະ ເຄມີ, ເຕັກໂນໂລຊີສີຂຽວ ແລະ ເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມ ເຊັ່ນ ການຟື້ນຟູທາງຊີວະພາບ, ເຊິ່ງນຳໃຊ້ຈຸລິນຊີທີ່ມີຄວາມສາມາດໃນການທຳລາຍ POCs ໄດ້ຢ່າງສົມບູນ ຫຼື ປ່ຽນພວກມັນໃຫ້ເປັນຜະລິດຕະພັນທີ່ບໍ່ເປັນພິດ, ໄດ້ກາຍເປັນທາງເລືອກທີ່ປອດໄພ, ມີປະສິດທິພາບດ້ານຕົ້ນທຶນ ແລະ ມີຄວາມຫວັງດີ. ຊະນິດແບັກທີເຣຍຕ່າງໆທີ່ຢູ່ໃນ phyla Proteobacteria (Pseudomonas, Pseudomonas, Comamonas, Burkholderia, ແລະ Neosphingobacterium), Firmicutes (Bacillus ແລະ Paenibacillus), ແລະ Actinobacteria (Rhodococcus ແລະ Arthrobacter) ໃນຈຸລິນຊີໃນດິນໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມສາມາດໃນການຍ່ອຍສະຫຼາຍສານປະກອບອິນຊີຕ່າງໆ. ການສຶກສາກ່ຽວກັບເມຕາໂບລິກ, ຈີໂນມິກສ໌, ແລະການວິເຄາະເມຕາເຈໂນມິກສ໌ຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາເຂົ້າໃຈເຖິງຄວາມສັບສົນ ແລະ ຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງເມຕາໂບລິກທີ່ມີຢູ່ໃນຮູບແບບຊີວິດທີ່ງ່າຍດາຍເຫຼົ່ານີ້, ເຊິ່ງສາມາດນຳໃຊ້ຕໍ່ໄປສຳລັບການຍ່ອຍສະຫຼາຍທາງຊີວະພາບທີ່ມີປະສິດທິພາບ. ການມີຢູ່ເປັນເວລາດົນນານຂອງ PAHs ໄດ້ສົ່ງຜົນໃຫ້ເກີດຮູບແບບການຍ່ອຍສະຫຼາຍແບບໃໝ່ໂດຍຜ່ານການໂອນພັນທຸກໍາອອກຕາມແນວນອນໂດຍໃຊ້ອົງປະກອບທາງພັນທຸກໍາເຊັ່ນ: plasmids, transposons, bacteriophages, ເກາະຈີໂນມິກສ໌, ແລະອົງປະກອບປະສົມປະສານ. ຊີວະວິທະຍາຂອງລະບົບ ແລະ ວິສະວະກຳທາງພັນທຸກໍາຂອງ isolates ສະເພາະ ຫຼື ຊຸມຊົນແບບຈຳລອງ (consortia) ສາມາດເຮັດໃຫ້ການຟື້ນຟູທາງຊີວະພາບທີ່ຄົບຖ້ວນ, ວ່ອງໄວ ແລະ ມີປະສິດທິພາບຂອງ PAHs ເຫຼົ່ານີ້ຜ່ານຜົນກະທົບຮ່ວມກັນ. ໃນການທົບທວນຄັ້ງນີ້, ພວກເຮົາສຸມໃສ່ເສັ້ນທາງການເຜົາຜານອາຫານ ແລະ ຄວາມຫຼາກຫຼາຍທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ອົງປະກອບທາງພັນທຸກໍາ ແລະ ຄວາມຫຼາກຫຼາຍ, ແລະ ການຕອບສະໜອງ/ການປັບຕົວຂອງເຊວຂອງ naphthalene ແລະ ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ເສື່ອມສະພາບ naphthalene ທີ່ຖືກທົດແທນ. ນີ້ຈະໃຫ້ຂໍ້ມູນທາງດ້ານນິເວດວິທະຍາສໍາລັບການນໍາໃຊ້ໃນພາກສະໜາມ ແລະ ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຄວາມເຄັ່ງຕຶງເພື່ອການຟື້ນຟູທາງຊີວະພາບທີ່ມີປະສິດທິພາບ.
ການພັດທະນາຢ່າງວ່ອງໄວຂອງອຸດສາຫະກຳຕ່າງໆ (ປິໂຕເຄມີ, ກະສິກຳ, ຢາ, ສີຍ້ອມຜ້າ, ເຄື່ອງສຳອາງ, ແລະອື່ນໆ) ໄດ້ປະກອບສ່ວນເຂົ້າໃນຄວາມຈະເລີນຮຸ່ງເຮືອງທາງເສດຖະກິດໂລກ ແລະ ປັບປຸງມາດຕະຖານການດຳລົງຊີວິດໃຫ້ດີຂຶ້ນ. ການພັດທະນາແບບກ້າວກະໂດດນີ້ໄດ້ສົ່ງຜົນໃຫ້ມີການຜະລິດສານປະກອບອິນຊີສັງເຄາະ (SOCs) ຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍ, ເຊິ່ງນຳໃຊ້ເພື່ອຜະລິດຜະລິດຕະພັນຕ່າງໆ. ສານປະກອບຕ່າງປະເທດເຫຼົ່ານີ້ລວມມີ ໄຮໂດຄາບອນອາໂຣມາຕິກໂພລີໄຊຄຼິກ (PAHs), ຢາປາບສັດຕູພືດ, ຢາຂ້າຫຍ້າ, ສານເພີ່ມຄວາມໜຽວ, ສີຍ້ອມ, ຢາ, ອໍກາໂນຟອສເຟດ, ສານໜ่วงໄຟ, ຕົວລະລາຍອິນຊີທີ່ລະເຫີຍໄດ້ງ່າຍ, ແລະອື່ນໆ. ພວກມັນຖືກປ່ອຍອອກສູ່ຊັ້ນບັນຍາກາດ, ລະບົບນິເວດທາງນ້ຳ ແລະ ທາງບົກ ບ່ອນທີ່ພວກມັນມີຜົນກະທົບຫຼາຍມິຕິ, ກໍ່ໃຫ້ເກີດຜົນກະທົບທີ່ເປັນອັນຕະລາຍຕໍ່ຮູບແບບຊີວະພາບຕ່າງໆ ໂດຍການປ່ຽນແປງຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ ແລະ ເຄມີ ແລະ ໂຄງສ້າງຊຸມຊົນ (Petrie et al., 2015; Bernhardt et al., 2017; Sarkar et al., 2020). ມົນລະພິດທີ່ມີກິ່ນຫອມຫຼາຍຊະນິດມີຜົນກະທົບຢ່າງຮຸນແຮງ ແລະ ທຳລາຍລະບົບນິເວດ/ຈຸດຮ້ອນທາງຊີວະພາບທີ່ຍັງສົມບູນຫຼາຍແຫ່ງ (ເຊັ່ນ: ແນວປະກາລັງ, ແຜ່ນນ້ຳກ້ອນອາກຕິກ/ອັນຕາກຕິກ, ທະເລສາບພູສູງ, ຕະກອນທະເລເລິກ, ແລະອື່ນໆ) (Jones 2010; Beyer et al. 2020; Nordborg et al. 2020). ການສຶກສາທາງດ້ານພູມຈຸລິນຊີວິທະຍາທີ່ຜ່ານມາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການຕົກຕະກອນຂອງສານອິນຊີສັງເຄາະ (ເຊັ່ນ: ມົນລະພິດທີ່ມີກິ່ນຫອມ) ແລະ ອະນຸພັນຂອງມັນຢູ່ເທິງໜ້າດິນຂອງໂຄງສ້າງທຽມ (ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ສ້າງຂຶ້ນ) (ເຊັ່ນ: ສະຖານທີ່ມໍລະດົກທາງວັດທະນະທຳ ແລະ ອະນຸພັນທີ່ເຮັດດ້ວຍຫີນແກຣນິດ, ຫີນ, ໄມ້ ແລະ ໂລຫະ) ເລັ່ງການເຊື່ອມໂຊມຂອງພວກມັນ (Gadd 2017; Liu et al. 2018). ກິດຈະກຳຂອງມະນຸດສາມາດເຮັດໃຫ້ການເຊື່ອມໂຊມທາງຊີວະພາບຂອງອະນຸພັນ ແລະ ອາຄານຮ້າຍແຮງຂຶ້ນ ແລະ ຮ້າຍແຮງຂຶ້ນໂດຍຜ່ານມົນລະພິດທາງອາກາດ ແລະ ການປ່ຽນແປງຂອງດິນຟ້າອາກາດ (Liu et al. 2020). ມົນລະພິດອິນຊີເຫຼົ່ານີ້ມີປະຕິກິລິຍາກັບໄອນ້ຳໃນຊັ້ນບັນຍາກາດ ແລະ ຕົກຄ້າງຢູ່ເທິງໂຄງສ້າງ, ເຮັດໃຫ້ການເຊື່ອມໂຊມທາງກາຍະພາບ ແລະ ເຄມີຂອງວັດສະດຸ. ການເຊື່ອມໂຊມທາງຊີວະພາບໄດ້ຮັບການຍອມຮັບຢ່າງກວ້າງຂວາງວ່າເປັນການປ່ຽນແປງທີ່ບໍ່ຕ້ອງການໃນຮູບລັກສະນະ ແລະ ຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸທີ່ເກີດຈາກສິ່ງມີຊີວິດທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ການອະນຸລັກຮັກສາພວກມັນ (Pochon ແລະ Jaton, 1967). ການກະທຳຂອງຈຸລິນຊີຕື່ມອີກ (ການເຜົາຜານອາຫານ) ຂອງສານປະກອບເຫຼົ່ານີ້ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສົມບູນຂອງໂຄງສ້າງ, ປະສິດທິພາບໃນການອະນຸລັກ ແລະ ຄຸນຄ່າທາງວັດທະນະທຳ (Gadd, 2017; Liu et al., 2018). ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ໃນບາງກໍລະນີ, ການປັບຕົວຂອງຈຸລິນຊີ ແລະ ການຕອບສະໜອງຕໍ່ໂຄງສ້າງເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ຖືກພົບເຫັນວ່າເປັນປະໂຫຍດຍ້ອນວ່າມັນສ້າງເປັນຟິມຊີວະພາບ ແລະ ເປືອກປ້ອງກັນອື່ນໆທີ່ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນອັດຕາການເນົ່າເປື່ອຍ/ການເນົ່າເປື່ອຍ (Martino, 2016). ດັ່ງນັ້ນ, ການພັດທະນາຍຸດທະສາດການອະນຸລັກທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນໄລຍະຍາວ ແລະ ຍືນຍົງສຳລັບອະນຸສອນສະຖານຫີນ, ໂລຫະ ແລະ ໄມ້ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຄວາມເຂົ້າໃຈຢ່າງລະອຽດກ່ຽວກັບຂະບວນການທີ່ສຳຄັນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຂະບວນການນີ້. ເມື່ອປຽບທຽບກັບຂະບວນການທາງທຳມະຊາດ (ຂະບວນການທາງທໍລະນີສາດ, ໄຟໄໝ້ປ່າ, ການລະເບີດຂອງພູເຂົາໄຟ, ປະຕິກິລິຍາຂອງພືດ ແລະ ເຊື້ອແບັກທີເຣຍ), ກິດຈະກຳຂອງມະນຸດສົ່ງຜົນໃຫ້ການປ່ອຍອາຍພິດໄຮໂດຄາບອນອາໂຣມາຕິກໂພລີໄຊຄຼິກ (PAHs) ແລະ ຄາບອນອິນຊີ (OC) ອື່ນໆໃນປະລິມານຫຼາຍເຂົ້າສູ່ລະບົບນິເວດ. PAHs ຫຼາຍຊະນິດທີ່ໃຊ້ໃນກະສິກຳ (ຢາຂ້າແມງໄມ້ ແລະ ຢາປາບສັດຕູພືດເຊັ່ນ DDT, atrazine, carbaryl, pentachlorophenol, ແລະອື່ນໆ), ອຸດສາຫະກຳ (ນ້ຳມັນດິບ, ຂີ້ຕົມນ້ຳມັນ/ສິ່ງເສດເຫຼືອ, ພາດສະຕິກທີ່ມາຈາກນ້ຳມັນ, PCBs, ພາດສະຕິກເສີມ, ຜົງຊັກຟອກ, ຢາຂ້າເຊື້ອ, ຢາດັບກິ່ນ, ນ້ຳຫອມ ແລະ ສານກັນບູດ), ຜະລິດຕະພັນດູແລສ່ວນຕົວ (ຄີມກັນແດດ, ຢາຂ້າເຊື້ອ, ຢາໄລ່ແມງໄມ້ ແລະ ສານເຄມີ polycyclic) ແລະ ອາວຸດຍຸດໂທປະກອນ (ລະເບີດເຊັ່ນ 2,4,6-TNT) ແມ່ນສານ xenobiotics ທີ່ອາດສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ສຸຂະພາບຂອງດາວເຄາະ (Srogi, 2007; Vamsee-Krishna ແລະ Phale, 2008; Petrie et al., 2015). ບັນຊີລາຍຊື່ນີ້ສາມາດຂະຫຍາຍອອກໄປເພື່ອລວມເອົາສານປະກອບທີ່ມາຈາກນ້ຳມັນ (ນ້ຳມັນເຊື້ອໄຟ, ນ້ຳມັນຫລໍ່ລື່ນ, asphaltenes), ພາດສະຕິກຊີວະພາບນ້ຳໜັກໂມເລກຸນສູງ, ແລະ ນ້ຳຢາໄອອອນ (Amde et al., 2015). ຕາຕະລາງທີ 1 ລະບຸມົນລະພິດທີ່ມີກິ່ນຫອມຕ່າງໆ ແລະ ການນຳໃຊ້ຂອງມັນໃນອຸດສາຫະກຳຕ່າງໆ. ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ການປ່ອຍອາຍພິດຈາກສານປະກອບອິນຊີທີ່ລະເຫີຍໄດ້ຂອງມະນຸດ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບອາຍຄາບອນໄດອອກໄຊ ແລະ ອາຍພິດເຮືອນແກ້ວອື່ນໆ, ໄດ້ເລີ່ມເພີ່ມຂຶ້ນ (Dvorak et al., 2017). ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຜົນກະທົບຈາກມະນຸດມີຫຼາຍກວ່າຜົນກະທົບທາງທຳມະຊາດຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ນອກຈາກນັ້ນ, ພວກເຮົາພົບວ່າ SOCs ຈຳນວນໜຶ່ງຍັງຄົງຢູ່ໃນຫຼາຍສະພາບແວດລ້ອມສິ່ງແວດລ້ອມ ແລະ ໄດ້ຖືກລະບຸວ່າເປັນມົນລະພິດທີ່ເກີດຂຶ້ນໃໝ່ທີ່ມີຜົນກະທົບທາງລົບຕໍ່ຊີວະພາບ (ຮູບທີ 1). ອົງການສິ່ງແວດລ້ອມເຊັ່ນ: ອົງການປົກປ້ອງສິ່ງແວດລ້ອມສະຫະລັດອາເມລິກາ (USEPA) ໄດ້ລວມເອົາມົນລະພິດເຫຼົ່ານີ້ຫຼາຍຢ່າງໄວ້ໃນບັນຊີລາຍຊື່ບູລິມະສິດຂອງພວກເຂົາເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນພິດຕໍ່ຈຸລັງ, ພິດຕໍ່ພັນທຸກໍາ, ການກາຍພັນ, ແລະ ການກໍ່ມະເຮັງ. ດັ່ງນັ້ນ, ລະບຽບການກຳຈັດທີ່ເຂັ້ມງວດ ແລະ ຍຸດທະສາດທີ່ມີປະສິດທິພາບສຳລັບການບຳບັດ/ກຳຈັດສິ່ງເສດເຫຼືອອອກຈາກລະບົບນິເວດທີ່ປົນເປື້ອນແມ່ນມີຄວາມຈຳເປັນ. ວິທີການບຳບັດທາງກາຍະພາບ ແລະ ເຄມີຕ່າງໆເຊັ່ນ: ການໄພໂຣໄລຊິສ, ການບຳບັດຄວາມຮ້ອນອົກຊີເດຊັນ, ການລະບາຍອາກາດ, ການຖິ້ມຂີ້ເຫຍື້ອ, ການເຜົາ, ແລະອື່ນໆ ແມ່ນບໍ່ມີປະສິດຕິພາບ ແລະ ມີລາຄາແພງ ແລະ ເຮັດໃຫ້ເກີດຜະລິດຕະພັນທີ່ກັດກ່ອນ, ເປັນພິດ ແລະ ຍາກທີ່ຈະບຳບັດ. ດ້ວຍຄວາມຮູ້ດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມທົ່ວໂລກທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, ຈຸລິນຊີທີ່ມີຄວາມສາມາດໃນການທຳລາຍມົນລະພິດເຫຼົ່ານີ້ ແລະ ອະນຸພັນຂອງມັນ (ເຊັ່ນ: ຮາໂລເຈນ, ໄນໂຕຣ, ອາລຄິວ ແລະ/ຫຼື ເມທິລ) ກຳລັງດຶງດູດຄວາມສົນໃຈທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ (Fennell et al., 2004; Haritash ແລະ Kaushik, 2009; Phale et al., 2020; Sarkar et al., 2020; Schwanemann et al., 2020). ການນໍາໃຊ້ຈຸລິນຊີພື້ນເມືອງເຫຼົ່ານີ້ຢ່າງດຽວ ຫຼື ໃນວັດທະນະທໍາປະສົມ (ອານານິຄົມ) ສໍາລັບການກໍາຈັດມົນລະພິດທີ່ມີກິ່ນຫອມມີຂໍ້ໄດ້ປຽບໃນດ້ານຄວາມປອດໄພດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ, ຕົ້ນທຶນ, ປະສິດທິພາບ, ປະສິດທິຜົນ ແລະ ຄວາມຍືນຍົງ. ນັກຄົ້ນຄວ້າຍັງກໍາລັງຄົ້ນຫາການເຊື່ອມໂຍງຂອງຂະບວນການຈຸລິນຊີກັບວິທີການ redox ດ້ວຍໄຟຟ້າເຄມີ, ຄືລະບົບຊີວະໄຟຟ້າເຄມີ (BES), ເປັນເຕັກໂນໂລຢີທີ່ມີຄວາມຫວັງສໍາລັບການບໍາບັດ/ກໍາຈັດມົນລະພິດ (Huang et al., 2011). ເຕັກໂນໂລຊີ BES ໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈເພີ່ມຂຶ້ນຍ້ອນປະສິດທິພາບສູງ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕໍ່າ, ຄວາມປອດໄພດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ, ການດຳເນີນງານໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ, ວັດສະດຸທີ່ເຂົ້າກັນໄດ້ທາງຊີວະພາບ, ແລະຄວາມສາມາດໃນການຟື້ນຟູຜະລິດຕະພັນທີ່ມີຄ່າ (ເຊັ່ນ: ໄຟຟ້າ, ເຊື້ອໄຟ, ແລະສານເຄມີ) (Pant et al., 2012; Nazari et al., 2020). ການມາເຖິງຂອງການຈັດລໍາດັບຈີໂນມທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ ແລະເຄື່ອງມື/ວິທີການ omics ໄດ້ສະໜອງຂໍ້ມູນໃໝ່ຫຼາຍຢ່າງກ່ຽວກັບການຄວບຄຸມທາງພັນທຸກໍາ, ໂປຣຕີໂອມິກສ໌, ແລະຟຼັກໂຊມິກສ໌ຂອງປະຕິກິລິຍາຂອງຈຸລິນຊີທີ່ເສື່ອມໂຊມຕ່າງໆ. ການລວມເຄື່ອງມືເຫຼົ່ານີ້ເຂົ້າກັບຊີວະວິທະຍາຂອງລະບົບໄດ້ເສີມຂະຫຍາຍຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບການຄັດເລືອກ ແລະ ການປັບແຕ່ງເສັ້ນທາງ catabolic ເປົ້າໝາຍໃນຈຸລິນຊີ (ເຊັ່ນ: ການອອກແບບການເຜົາຜານອາຫານ) ເພື່ອໃຫ້ບັນລຸການເສື່ອມໂຊມທາງຊີວະພາບທີ່ມີປະສິດທິພາບ ແລະ ມີປະສິດທິຜົນ. ເພື່ອອອກແບບຍຸດທະສາດການຟື້ນຕົວທາງຊີວະພາບທີ່ມີປະສິດທິພາບໂດຍໃຊ້ຈຸລິນຊີທີ່ເໝາະສົມ, ພວກເຮົາຈໍາເປັນຕ້ອງເຂົ້າໃຈທ່າແຮງທາງຊີວະເຄມີ, ຄວາມຫຼາກຫຼາຍທາງເມຕາບໍລິກສ໌, ອົງປະກອບທາງພັນທຸກໍາ, ແລະນິເວດວິທະຍາ (autoecology/synecology) ຂອງຈຸລິນຊີ.
ຮູບທີ 1. ແຫຼ່ງທີ່ມາ ແລະ ເສັ້ນທາງຂອງ PAHs ໂມເລກຸນຕ່ຳຜ່ານສະພາບແວດລ້ອມຕ່າງໆ ແລະ ປັດໃຈຕ່າງໆທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ສິ່ງມີຊີວິດ. ເສັ້ນປະສະແດງເຖິງການພົວພັນລະຫວ່າງອົງປະກອບຂອງລະບົບນິເວດ.
ໃນການທົບທວນຄັ້ງນີ້, ພວກເຮົາໄດ້ພະຍາຍາມສະຫຼຸບຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບການເຊື່ອມໂຊມຂອງ PAHs ງ່າຍໆເຊັ່ນ: naphthalene ແລະ naphthalenes ທີ່ຖືກທົດແທນໂດຍການແຍກເຊື້ອແບັກທີເຣຍຕ່າງໆທີ່ກວມເອົາເສັ້ນທາງການເຜົາຜານອາຫານ ແລະ ຄວາມຫຼາກຫຼາຍ, ເອນໄຊມ໌ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການເຊື່ອມໂຊມ, ອົງປະກອບ/ເນື້ອໃນ ແລະ ຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງ gene, ການຕອບສະໜອງຂອງເຊວ ແລະ ລັກສະນະຕ່າງໆຂອງການບຳບັດທາງຊີວະພາບ. ການເຂົ້າໃຈລະດັບຊີວະເຄມີ ແລະ ໂມເລກຸນຈະຊ່ວຍໃນການກຳນົດເຊື້ອພະຍາດເຈົ້າພາບທີ່ເໝາະສົມ ແລະ ວິສະວະກຳທາງພັນທຸກຳຕໍ່ໄປຂອງພວກມັນສຳລັບການບຳບັດທາງຊີວະພາບທີ່ມີປະສິດທິພາບຂອງມົນລະພິດທີ່ສຳຄັນດັ່ງກ່າວ. ສິ່ງນີ້ຈະຊ່ວຍໃນການພັດທະນາຍຸດທະສາດສຳລັບການສ້າງຕັ້ງກຸ່ມເຊື້ອແບັກທີເຣຍສະເພາະສະຖານທີ່ສຳລັບການບຳບັດທາງຊີວະພາບທີ່ມີປະສິດທິພາບ.
ການມີສານປະກອບອາໂຣມາຕິກທີ່ເປັນພິດ ແລະ ອັນຕະລາຍຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍ (ເຊິ່ງຕອບສະໜອງກົດ Huckel 4n + 2π ເອເລັກຕຣອນ, n = 1, 2, 3, …) ເປັນໄພຂົ່ມຂູ່ຮ້າຍແຮງຕໍ່ສື່ສິ່ງແວດລ້ອມຕ່າງໆເຊັ່ນ: ອາກາດ, ດິນ, ຕະກອນ, ແລະ ໜ້າດິນ ແລະ ນ້ຳໃຕ້ດິນ (Puglisi et al., 2007). ສານປະກອບເຫຼົ່ານີ້ມີວົງແຫວນເບນຊີນດ່ຽວ (ໂມໂນໄຊຄຼິກ) ຫຼື ວົງແຫວນເບນຊີນຫຼາຍວົງ (ໂພລີໄຊຄຼິກ) ຈັດລຽງຢູ່ໃນຮູບແບບເສັ້ນຊື່, ມຸມ ຫຼື ກຸ່ມ ແລະ ສະແດງຄວາມໝັ້ນຄົງ (ຄວາມໝັ້ນຄົງ/ຄວາມບໍ່ໝັ້ນຄົງ) ໃນສິ່ງແວດລ້ອມເນື່ອງຈາກພະລັງງານສະທ້ອນທາງລົບສູງ ແລະ ຄວາມเฉื่อยชา (ຄວາມเฉื่อยชา), ເຊິ່ງສາມາດອະທິບາຍໄດ້ໂດຍຄວາມໄຮໂດຣໂຟບິກ ແລະ ສະຖານະທີ່ຫຼຸດລົງ. ເມື່ອວົງແຫວນອາໂຣມາຕິກຖືກທົດແທນຕື່ມອີກດ້ວຍກຸ່ມເມທິລ (-CH3), ຄາບອກຊິລ (-COOH), ໄຮດຣອກຊິລ (-OH), ຫຼື ຊັນໂຟເນດ (-HSO3), ມັນຈະມີຄວາມໝັ້ນຄົງຫຼາຍຂຶ້ນ, ມີຄວາມຜູກພັນທີ່ເຂັ້ມແຂງກວ່າສຳລັບໂມເລກຸນໃຫຍ່, ແລະ ສາມາດສະສົມໄດ້ທາງຊີວະພາບໃນລະບົບຊີວະພາບ (Seo et al., 2009; Phale et al., 2020). ໄຮໂດຄາບອນອາໂຣມາຕິກໂພລີໄຊຄຼິກທີ່ມີນ້ຳໜັກໂມເລກຸນຕ່ຳ (LMWAHs) ບາງຊະນິດ ເຊັ່ນ ແນບຟທາລີນ ແລະ ອະນຸພັນຂອງມັນ [ເມທິລແນບຟທາລີນ, ກົດແນບຟທາລີນຊັນໂຟເນດ, ແລະ 1-ແນບຟທິວ N-ເມທິລຄາບາເມດ (ຄາບາຣິວ)] ໄດ້ຖືກລວມເຂົ້າໃນບັນຊີລາຍຊື່ຂອງມົນລະພິດອິນຊີທີ່ສຳຄັນໂດຍອົງການປົກປ້ອງສິ່ງແວດລ້ອມຂອງສະຫະລັດ ວ່າເປັນພິດຕໍ່ພັນທຸກໍາ, ກໍ່ໃຫ້ເກີດການກາຍພັນ, ແລະ/ຫຼື ເປັນມະເຮັງ (Cerniglia, 1984). ການປ່ອຍ NM-PAHs ຊັ້ນນີ້ສູ່ສິ່ງແວດລ້ອມອາດຈະສົ່ງຜົນໃຫ້ມີການສະສົມທາງຊີວະພາບຂອງສານປະກອບເຫຼົ່ານີ້ໃນທຸກລະດັບຂອງລະບົບຕ່ອງໂສ້ອາຫານ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ສຸຂະພາບຂອງລະບົບນິເວດ (Binkova et al., 2000; Srogi, 2007; Quinn et al., 2009).
ແຫຼ່ງທີ່ມາ ແລະ ເສັ້ນທາງຂອງ PAHs ໄປສູ່ສິ່ງມີຊີວິດສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຜ່ານການເຄື່ອນຍ້າຍ ແລະ ການພົວພັນລະຫວ່າງອົງປະກອບຂອງລະບົບນິເວດທີ່ແຕກຕ່າງກັນເຊັ່ນ: ດິນ, ນ້ຳໃຕ້ດິນ, ນ້ຳຜິວໜ້າດິນ, ພືດ ແລະ ບັນຍາກາດ (Arey ແລະ Atkinson, 2003). ຮູບທີ 1 ສະແດງໃຫ້ເຫັນການພົວພັນ ແລະ ການແຈກຢາຍຂອງ PAHs ນ້ຳໜັກໂມເລກຸນຕ່ຳທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນລະບົບນິເວດ ແລະ ເສັ້ນທາງຂອງມັນໄປສູ່ການສຳຜັດກັບສິ່ງມີຊີວິດ/ມະນຸດ. PAHs ຖືກຕົກຄ້າງຢູ່ເທິງໜ້າດິນເປັນຜົນມາຈາກມົນລະພິດທາງອາກາດ ແລະ ຜ່ານການເຄື່ອນຍ້າຍ (ການລອຍ) ຂອງການປ່ອຍອາຍພິດຈາກຍານພາຫະນະ, ອາຍພິດຈາກອຸດສາຫະກຳ (ການເຮັດໃຫ້ເປັນແກັສຖ່ານຫີນ, ການເຜົາໄໝ້ ແລະ ການຜະລິດໂຄກ) ແລະ ການຕົກຄ້າງຂອງພວກມັນ. ກິດຈະກຳອຸດສາຫະກຳເຊັ່ນ: ການຜະລິດແຜ່ນແພສັງເຄາະ, ສີຍ້ອມ ແລະ ສີ; ການອະນຸລັກໄມ້; ການປຸງແຕ່ງຢາງພາລາ; ກິດຈະກຳການຜະລິດຊີມັງ; ການຜະລິດຢາປາບສັດຕູພືດ; ແລະ ການນຳໃຊ້ດ້ານກະສິກຳແມ່ນແຫຼ່ງທີ່ມາຫຼັກຂອງ PAHs ໃນລະບົບທາງບົກ ແລະ ທາງນ້ຳ (Bamforth ແລະ Singleton, 2005; Wick et al., 2011). ການສຶກສາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າດິນໃນເຂດຊານເມືອງ ແລະ ຕົວເມືອງ, ໃກ້ກັບທາງຫຼວງ, ແລະ ໃນຕົວເມືອງໃຫຍ່ມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ກັບໄຮໂດຄາບອນອາໂຣມາຕິກຫຼາຍ (PAHs) ເນື່ອງຈາກການປ່ອຍອາຍພິດຈາກໂຮງງານໄຟຟ້າ, ຄວາມຮ້ອນໃນທີ່ຢູ່ອາໄສ, ການຈະລາຈອນທາງອາກາດ ແລະ ທາງຖະໜົນ, ແລະ ກິດຈະກຳການກໍ່ສ້າງ (Suman et al., 2016). (2008) ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ PAHs ໃນດິນໃກ້ກັບຖະໜົນຫົນທາງໃນນິວອໍລີນ, ລັດລຸຍເຊຍນາ, ສະຫະລັດອາເມລິກາ ສູງເຖິງ 7189 μg/kg, ໃນຂະນະທີ່ໃນພື້ນທີ່ໂລ່ງແຈ້ງ ພວກມັນມີພຽງແຕ່ 2404 μg/kg. ເຊັ່ນດຽວກັນ, ລະດັບ PAH ສູງເຖິງ 300 μg/kg ໄດ້ຖືກລາຍງານຢູ່ໃນພື້ນທີ່ໃກ້ກັບສະຖານທີ່ຜະລິດແກັສຖ່ານຫີນໃນຫຼາຍເມືອງຂອງສະຫະລັດ (Kanaly ແລະ Harayama, 2000; Bamforth ແລະ Singleton, 2005). ດິນຈາກຫຼາຍເມືອງຂອງອິນເດຍ ເຊັ່ນ ເດລີ (Sharma et al., 2008), ອາກຣາ (Dubey et al., 2014), ມຸມໄບ (Kulkarni ແລະ Venkataraman, 2000) ແລະ ວິສາຂະພັດນາມ (Kulkarni et al., 2014) ໄດ້ຖືກລາຍງານວ່າມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນສູງຂອງ PAHs. ສານປະກອບທີ່ມີກິ່ນຫອມສາມາດດູດຊຶມເຂົ້າໄປໃນອະນຸພາກດິນ, ສານອິນຊີ ແລະ ແຮ່ທາດດິນເຜົາໄດ້ງ່າຍກວ່າ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງກາຍເປັນແຫຼ່ງດູດຄາບອນທີ່ສຳຄັນໃນລະບົບນິເວດ (Srogi, 2007; Peng et al., 2008). ແຫຼ່ງທີ່ມາຫຼັກຂອງ PAHs ໃນລະບົບນິເວດທາງນ້ຳແມ່ນນ້ຳຝົນ (ນ້ຳຝົນປຽກ/ແຫ້ງ ແລະ ໄອນ້ຳ), ນ້ຳໄຫຼໃນຕົວເມືອງ, ການປ່ອຍນ້ຳເສຍ, ການເຕີມນ້ຳໃຕ້ດິນຄືນໃໝ່ ແລະອື່ນໆ (Srogi, 2007). ຄາດຄະເນວ່າປະມານ 80% ຂອງ PAHs ໃນລະບົບນິເວດທາງທະເລແມ່ນມາຈາກນ້ຳຝົນ, ການຕົກຕະກອນ, ແລະ ການປ່ອຍນ້ຳເສຍ (Motelay-Massei et al., 2006; Srogi, 2007). ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນສູງຂອງ PAHs ໃນນ້ຳໜ້າດິນ ຫຼື ນ້ຳເຊາະຈາກສະຖານທີ່ກຳຈັດສິ່ງເສດເຫຼືອແຂງໃນທີ່ສຸດກໍ່ຮົ່ວໄຫຼລົງສູ່ນ້ຳໃຕ້ດິນ, ເຊິ່ງເປັນໄພຂົ່ມຂູ່ຕໍ່ສຸຂະພາບຂອງປະຊາຊົນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ເນື່ອງຈາກປະຊາກອນຫຼາຍກວ່າ 70% ໃນອາຊີໃຕ້ ແລະ ອາຊີຕາເວັນອອກສຽງໃຕ້ດື່ມນ້ຳໃຕ້ດິນ (Duttagupta et al., 2019). ການສຶກສາຫຼ້າສຸດໂດຍ Duttagupta et al. (2020) ກ່ຽວກັບການວິເຄາະແມ່ນ້ຳ (32) ແລະ ນ້ຳໃຕ້ດິນ (235) ຈາກລັດ West Bengal, ອິນເດຍ, ພົບວ່າປະມານ 53% ຂອງຊາວເມືອງໃນຕົວເມືອງ ແລະ 44% ຂອງຊາວຊົນນະບົດ (ລວມທັງ 20 ລ້ານຄົນ) ອາດຈະໄດ້ຮັບ naphthalene (4.9–10.6 μg/L) ແລະ ອະນຸພັນຂອງມັນ. ຮູບແບບການນຳໃຊ້ທີ່ດິນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ແລະ ການສະກັດນ້ຳໃຕ້ດິນທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນຖືວ່າເປັນປັດໄຈຫຼັກທີ່ຄວບຄຸມການຂົນສົ່ງແນວຕັ້ງ (ການດູດຊຶມ) ຂອງ PAHs ນ້ຳໜັກໂມເລກຸນຕ່ຳໃນພື້ນດິນ. ນ້ຳໄຫຼຂອງກະສິກຳ, ການປ່ອຍນ້ຳເສຍຈາກເທດສະບານ ແລະ ອຸດສາຫະກຳ, ແລະ ການປ່ອຍສິ່ງເສດເຫຼືອ/ຂີ້ເຫຍື້ອແຂງໄດ້ຖືກພົບເຫັນວ່າໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກ PAHs ໃນອ່າງແມ່ນ້ຳ ແລະ ຕະກອນໃຕ້ດິນ. ປະລິມານນ້ຳຝົນໃນບັນຍາກາດເຮັດໃຫ້ມົນລະພິດ PAH ຮ້າຍແຮງຂຶ້ນຕື່ມອີກ. ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນສູງຂອງ PAHs ແລະອະນຸພັນ alkyl ຂອງມັນ (ທັງໝົດ 51) ໄດ້ຖືກລາຍງານຢູ່ໃນແມ່ນ້ຳ/ແຫຼ່ງນ້ຳທົ່ວໂລກ, ເຊັ່ນ: ແມ່ນ້ຳ Fraser, ແມ່ນ້ຳ Louan, ແມ່ນ້ຳ Denso, ແມ່ນ້ຳ Missouri, ແມ່ນ້ຳ Anacostia, ແມ່ນ້ຳ Ebro, ແລະ ແມ່ນ້ຳ Delaware (Yunker et al., 2002; Motelay-Massei et al., 2006; Li et al., 2010; Amoako et al., 2011; Kim et al., 2018). ໃນຕະກອນແມ່ນ້ຳ Ganges, naphthalene ແລະ phenanthrene ຖືກພົບວ່າສຳຄັນທີ່ສຸດ (ກວດພົບໃນ 70% ຂອງຕົວຢ່າງ) (Duttagupta et al., 2019). ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ການສຶກສາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການປະສົມ chlorine ໃນນ້ຳດື່ມສາມາດນຳໄປສູ່ການສ້າງ PAHs ທີ່ມີອົກຊີເຈນ ແລະ chlorine ທີ່ເປັນພິດຫຼາຍຂຶ້ນ (Manoli ແລະ Samara, 1999). PAHs ສະສົມຢູ່ໃນທັນຍາພືດ, ໝາກໄມ້ ແລະ ຜັກ ເປັນຜົນມາຈາກການດູດຊຶມຂອງພືດຈາກດິນທີ່ປົນເປື້ອນ, ນ້ຳໃຕ້ດິນ ແລະ ນ້ຳຝົນ (Fismes et al., 2002). ສິ່ງມີຊີວິດໃນນ້ຳຫຼາຍຊະນິດເຊັ່ນ: ປາ, ຫອຍນາງລົມ, ຫອຍແຄງ ແລະ ກຸ້ງ ປົນເປື້ອນດ້ວຍ PAHs ຜ່ານການກິນອາຫານ ແລະ ນ້ຳທະເລທີ່ປົນເປື້ອນ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບຜ່ານເນື້ອເຍື່ອ ແລະ ຜິວໜັງ (Mackay ແລະ Fraser, 2000). ວິທີການປຸງແຕ່ງອາຫານ/ປຸງແຕ່ງເຊັ່ນ: ປີ້ງ, ອົບ, ຮົມຄວັນ, ຈືນ, ຕາກແຫ້ງ, ອົບ ແລະ ປຸງແຕ່ງດ້ວຍຖ່ານ ຍັງສາມາດນຳໄປສູ່ປະລິມານ PAHs ທີ່ສຳຄັນໃນອາຫານ. ສິ່ງນີ້ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຂຶ້ນກັບການເລືອກວັດສະດຸຮົມຄວັນ, ປະລິມານໄຮໂດຄາບອນ phenolic/aromatic, ຂັ້ນຕອນການປຸງແຕ່ງອາຫານ, ປະເພດເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນ, ປະລິມານຄວາມຊຸ່ມຊື່ນ, ການສະໜອງອົກຊີເຈນ ແລະ ອຸນຫະພູມການເຜົາໄໝ້ (Guillén et al., 2000; Gomes et al., 2013). ໄຮໂດຄາບອນອາໂຣມາຕິກ polycyclic (PAHs) ຍັງໄດ້ຖືກກວດພົບໃນນົມທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ (0.75–2.1 ມກ/ລິດ) (Girelli et al., 2014). ການສະສົມຂອງ PAHs ເຫຼົ່ານີ້ໃນອາຫານຍັງຂຶ້ນກັບຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບແລະເຄມີຂອງອາຫານ, ໃນຂະນະທີ່ຜົນກະທົບທີ່ເປັນພິດຂອງມັນແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບໜ້າທີ່ທາງສະລີລະວິທະຍາ, ກິດຈະກຳການເຜົາຜານອາຫານ, ການດູດຊຶມ, ການແຈກຢາຍ ແລະ ການແຈກຢາຍຂອງຮ່າງກາຍ (Mechini et al., 2011).
ຄວາມເປັນພິດ ແລະ ຜົນກະທົບທີ່ເປັນອັນຕະລາຍຂອງໄຮໂດຄາບອນອາໂຣມາຕິກຫຼາຍຊະນິດ (PAHs) ໄດ້ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກກັນມາດົນແລ້ວ (Cherniglia, 1984). ໄຮໂດຄາບອນອາໂຣມາຕິກຫຼາຍຊະນິດທີ່ມີນ້ຳໜັກໂມເລກຸນຕ່ຳ (LMW-PAHs) (ສອງຫາສາມວົງແຫວນ) ສາມາດຜູກມັດກັບໂມເລກຸນໃຫຍ່ຕ່າງໆເຊັ່ນ DNA, RNA ແລະ ໂປຣຕີນ ແລະ ເປັນສານກໍ່ມະເຮັງ (Santarelli et al., 2008). ເນື່ອງຈາກລັກສະນະທີ່ບໍ່ລະເຫີຍນ້ຳ, ພວກມັນຖືກແຍກອອກໂດຍເຍື່ອຫຸ້ມໄຂມັນ. ໃນມະນຸດ, cytochrome P450 monooxygenases ຈະຜຸພັງ PAHs ໄປເປັນອີພອກໄຊດ໌, ເຊິ່ງບາງຊະນິດມີປະຕິກິລິຍາສູງ (ເຊັ່ນ baediol epoxide) ແລະ ສາມາດນຳໄປສູ່ການປ່ຽນຈຸລັງປົກກະຕິໄປເປັນຈຸລັງຮ້າຍ (Marston et al., 2001). ນອກຈາກນັ້ນ, ຜະລິດຕະພັນການຫັນປ່ຽນຂອງ PAHs ເຊັ່ນ quinones, phenols, epoxides, diols, ແລະອື່ນໆ ແມ່ນມີພິດຫຼາຍກ່ວາສານປະກອບຕົ້ນຕໍ. PAH ບາງຊະນິດ ແລະ ຕົວກາງທາງເມຕາໂບລິເຄຊັນຂອງມັນສາມາດສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຮໍໂມນ ແລະ ເອນໄຊຕ່າງໆໃນການເມຕາໂບລິເຄຊັນ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສົ່ງຜົນກະທົບທາງລົບຕໍ່ການເຕີບໂຕ, ລະບົບປະສາດສ່ວນກາງ, ລະບົບສືບພັນ ແລະ ລະບົບພູມຄຸ້ມກັນ (Swetha ແລະ Phale, 2005; Vamsee-Krishna et al., 2006; Oostingh et al., 2008). ການສຳຜັດກັບ PAH ນ້ຳໜັກໂມເລກຸນຕ່ຳໃນໄລຍະສັ້ນໄດ້ຖືກລາຍງານວ່າເຮັດໃຫ້ເກີດການເຮັດວຽກຂອງປອດບົກຜ່ອງ ແລະ ການອຸດຕັນຂອງເລືອດໃນຄົນເຈັບທີ່ເປັນພະຍາດຫືດ ແລະ ເພີ່ມຄວາມສ່ຽງຂອງມະເຮັງຜິວໜັງ, ປອດ, ກະເພາະປັດສະວະ ແລະ ລະບົບຍ່ອຍອາຫານ (Olsson et al., 2010; Diggs et al., 2011). ການສຶກສາໃນສັດຍັງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການສຳຜັດກັບ PAH ສາມາດມີຜົນກະທົບທາງລົບຕໍ່ການເຮັດວຽກຂອງລະບົບສືບພັນ ແລະ ການພັດທະນາ ແລະ ສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຕໍ້ກະຈົກ, ຄວາມເສຍຫາຍຂອງໝາກໄຂ່ຫຼັງ ແລະ ຕັບ, ແລະ ອາການເຫຼືອງ. ຜະລິດຕະພັນການຫັນປ່ຽນທາງຊີວະພາບຂອງ PAH ຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ໄດອໍລ, ອີພອກໄຊ, ຄວິໂນນ ແລະ ອະນຸມູນອິດສະຫຼະ (cations) ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເປັນຕົວປະກອບ DNA. ສານປະກອບທີ່ໝັ້ນຄົງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າສາມາດປ່ຽນແປງກົນໄກການສຳເນົາ DNA, ໃນຂະນະທີ່ສານປະກອບທີ່ບໍ່ໝັ້ນຄົງສາມາດເຮັດໃຫ້ DNA ເສື່ອມສະພາບ (ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນ adenine ແລະບາງຄັ້ງກໍ່ guanine); ທັງສອງສາມາດສ້າງຄວາມຜິດພາດທີ່ນຳໄປສູ່ການກາຍພັນ (Schweigert et al. 2001). ນອກຈາກນັ້ນ, quinones (benzo-/pan-) ສາມາດສ້າງຊະນິດອົກຊີເຈນທີ່ມີປະຕິກິລິຍາ (ROS), ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເສຍຫາຍຮ້າຍແຮງຕໍ່ DNA ແລະ macromolecules ອື່ນໆ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການເຮັດວຽກຂອງເນື້ອເຍື່ອ/ຄວາມຢູ່ລອດ (Ewa ແລະ Danuta 2017). ການສຳຜັດກັບຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຕ່ຳຂອງ pyrene, biphenyl ແລະ naphthalene ເປັນເວລາດົນໄດ້ຖືກລາຍງານວ່າເປັນສາເຫດຂອງມະເຮັງໃນສັດທົດລອງ (Diggs et al. 2012). ເນື່ອງຈາກຄວາມເປັນພິດທີ່ຮ້າຍແຮງຂອງມັນ, ການທຳຄວາມສະອາດ/ການກຳຈັດ PAHs ເຫຼົ່ານີ້ອອກຈາກບໍລິເວນທີ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບ/ປົນເປື້ອນແມ່ນບູລິມະສິດ.
ວິທີການທາງກາຍະພາບ ແລະ ເຄມີທີ່ຫຼາກຫຼາຍໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອກຳຈັດ PAHs ອອກຈາກສະຖານທີ່/ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ປົນເປື້ອນ. ຂະບວນການຕ່າງໆເຊັ່ນ: ການເຜົາ, ການກຳຈັດຄລໍຣີນ, ການຜຸພັງດ້ວຍ UV, ການตรึง, ແລະ ການສະກັດເອົາຕົວລະລາຍມີຂໍ້ເສຍຫຼາຍຢ່າງ, ລວມທັງການສ້າງຜະລິດຕະພັນທີ່ເປັນພິດ, ຄວາມສັບສົນຂອງຂະບວນການ, ບັນຫາຄວາມປອດໄພ ແລະ ກົດລະບຽບ, ປະສິດທິພາບຕ່ຳ, ແລະ ຕົ້ນທຶນສູງ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການຍ່ອຍສະຫຼາຍທາງຊີວະພາບຂອງຈຸລິນຊີ (ເອີ້ນວ່າ ການບຳບັດທາງຊີວະພາບ) ແມ່ນວິທີການທາງເລືອກທີ່ມີຄວາມຫວັງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການນຳໃຊ້ຈຸລິນຊີໃນຮູບແບບຂອງເຊື້ອເຫັດບໍລິສຸດ ຫຼື ອານານິຄົມ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບວິທີການທາງກາຍະພາບ ແລະ ເຄມີ, ຂະບວນການນີ້ເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມ, ບໍ່ຮຸກຮານ, ມີປະສິດທິພາບດ້ານຕົ້ນທຶນ, ແລະ ຍືນຍົງ. ການບຳບັດທາງຊີວະພາບສາມາດປະຕິບັດໄດ້ຢູ່ສະຖານທີ່ທີ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບ (ໃນສະຖານທີ່) ຫຼື ຢູ່ສະຖານທີ່ທີ່ກະກຽມເປັນພິເສດ (ex situ) ແລະ ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຖືວ່າເປັນວິທີການບຳບັດທີ່ຍືນຍົງກວ່າວິທີການທາງກາຍະພາບ ແລະ ເຄມີແບບດັ້ງເດີມ (Juhasz ແລະ Naidu, 2000; Andreoni ແລະ Gianfreda, 2007; Megharaj et al., 2011; Phale et al., 2020; Sarkar et al., 2020).
ການເຂົ້າໃຈຂັ້ນຕອນການເຜົາຜານອາຫານຂອງຈຸລິນຊີທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການເຊື່ອມໂຊມຂອງມົນລະພິດທີ່ມີກິ່ນຫອມມີຜົນກະທົບທາງວິທະຍາສາດ ແລະ ເສດຖະກິດຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ຄວາມຍືນຍົງທາງດ້ານນິເວດວິທະຍາ ແລະ ສິ່ງແວດລ້ອມ. ປະມານ 2.1 × 1018 ກຣາມຂອງຄາບອນ (C) ຖືກເກັບໄວ້ໃນຕະກອນ ແລະ ທາດປະສົມອິນຊີ (ເຊັ່ນ: ນ້ຳມັນ, ອາຍແກັສທຳມະຊາດ, ແລະ ຖ່ານຫີນ, ເຊັ່ນ: ເຊື້ອໄຟຟອດຊິວທໍາ) ທົ່ວໂລກ, ເຊິ່ງປະກອບສ່ວນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ວົງຈອນຄາບອນທົ່ວໂລກ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ອຸດສາຫະກໍາຢ່າງໄວວາ, ການສະກັດເອົາເຊື້ອໄຟຟອດຊິວທໍາ, ແລະ ກິດຈະກໍາຂອງມະນຸດກໍາລັງຫຼຸດລົງອ່າງເກັບຄາບອນ lithospheric ເຫຼົ່ານີ້, ປ່ອຍປະມານ 5.5 × 1015 ກຣາມຂອງຄາບອນອິນຊີ (ເປັນມົນລະພິດ) ສູ່ຊັ້ນບັນຍາກາດໃນແຕ່ລະປີ (Gonzalez-Gaya et al., 2019). ຄາບອນອິນຊີສ່ວນໃຫຍ່ນີ້ເຂົ້າສູ່ລະບົບນິເວດທາງບົກ ແລະ ທາງທະເລຜ່ານການຕົກຕະກອນ, ການຂົນສົ່ງ, ແລະ ການໄຫຼຂອງນໍ້າ. ນອກຈາກນັ້ນ, ມົນລະພິດສັງເຄາະໃໝ່ທີ່ໄດ້ມາຈາກເຊື້ອໄຟຟອດຊິວທໍາ, ເຊັ່ນ: ພາດສະຕິກ, ພາດສະຕິກ ແລະ ສານເສີມຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງພາດສະຕິກ (phthalates ແລະ isomers ຂອງມັນ), ມົນລະພິດລະບົບນິເວດທາງທະເລ, ດິນ ແລະ ທາງນໍ້າ ແລະ ຊີວະພາບຂອງມັນຢ່າງຮ້າຍແຮງ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຄວາມສ່ຽງດ້ານສະພາບອາກາດທົ່ວໂລກຮ້າຍແຮງຂຶ້ນ. ພາດສະຕິກຂະໜາດນ້ອຍ, ພາດສະຕິກຂະໜາດນາໂນ, ຊິ້ນສ່ວນພາດສະຕິກ ແລະ ຜະລິດຕະພັນໂມໂນເມີທີ່ເປັນພິດຈາກມັນທີ່ໄດ້ມາຈາກໂພລີເອທິລີນເທເຣຟທາເລດ (PET) ໄດ້ສະສົມຢູ່ໃນມະຫາສະໝຸດປາຊີຟິກລະຫວ່າງອາເມລິກາເໜືອ ແລະ ອາຊີຕາເວັນອອກສຽງໃຕ້, ປະກອບເປັນ "ເຂດຂີ້ເຫຍື້ອມະຫາສະໝຸດປາຊີຟິກ", ເປັນອັນຕະລາຍຕໍ່ສິ່ງມີຊີວິດໃນທະເລ (Newell et al., 2020). ການສຶກສາທາງວິທະຍາສາດໄດ້ພິສູດແລ້ວວ່າມັນເປັນໄປບໍ່ໄດ້ທີ່ຈະກຳຈັດມົນລະພິດ/ສິ່ງເສດເຫຼືອດັ່ງກ່າວໂດຍວິທີການທາງກາຍະພາບ ຫຼື ທາງເຄມີໃດໆ. ໃນສະພາບການນີ້, ຈຸລິນຊີທີ່ເປັນປະໂຫຍດທີ່ສຸດແມ່ນຈຸລິນຊີທີ່ມີຄວາມສາມາດໃນການເຜົາຜານມົນລະພິດທາງອົກຊີເດຊັນໃຫ້ເປັນຄາບອນໄດອອກໄຊ, ພະລັງງານເຄມີ ແລະ ຜະລິດຕະພັນທີ່ບໍ່ເປັນພິດອື່ນໆ ເຊິ່ງໃນທີ່ສຸດຈະເຂົ້າສູ່ຂະບວນການວົງຈອນສານອາຫານອື່ນໆ (H, O, N, S, P, Fe, ແລະອື່ນໆ). ດັ່ງນັ້ນ, ການເຂົ້າໃຈລະບົບນິເວດວິທະຍາຂອງຈຸລິນຊີຂອງການດູດຊຶມສານມົນລະພິດແບບອາໂຣມາຕິກ ແລະ ການຄວບຄຸມສິ່ງແວດລ້ອມຂອງມັນແມ່ນສິ່ງສຳຄັນສຳລັບການປະເມີນວົງຈອນຄາບອນຂອງຈຸລິນຊີ, ງົບປະມານຄາບອນສຸດທິ ແລະ ຄວາມສ່ຽງດ້ານສະພາບອາກາດໃນອະນາຄົດ. ເນື່ອງຈາກຄວາມຕ້ອງການອັນຮີບດ່ວນທີ່ຈະກຳຈັດສານປະກອບດັ່ງກ່າວອອກຈາກສິ່ງແວດລ້ອມ, ອຸດສາຫະກຳນິເວດວິທະຍາຕ່າງໆທີ່ສຸມໃສ່ເຕັກໂນໂລຢີທີ່ສະອາດໄດ້ເກີດຂຶ້ນ. ອີກທາງເລືອກໜຶ່ງ, ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງສິ່ງເສດເຫຼືອອຸດສາຫະກຳ/ສານເຄມີເສດເຫຼືອທີ່ສະສົມຢູ່ໃນລະບົບນິເວດ (ເຊັ່ນ: ວິທີການຈາກສິ່ງເສດເຫຼືອສູ່ຄວາມຮັ່ງມີ) ຖືກພິຈາລະນາວ່າເປັນໜຶ່ງໃນເສົາຄໍ້າຂອງເສດຖະກິດໝູນວຽນ ແລະ ເປົ້າໝາຍການພັດທະນາແບບຍືນຍົງ (Close et al., 2012). ດັ່ງນັ້ນ, ການເຂົ້າໃຈລັກສະນະທາງເມຕາໂບໄລ, ເອນໄຊມ໌ ແລະ ພັນທຸກຳຂອງຜູ້ທີ່ຖືກທຳລາຍທີ່ມີທ່າແຮງເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນທີ່ສຸດສຳລັບການກຳຈັດ ແລະ ການບຳບັດມົນລະພິດທີ່ມີກິ່ນຫອມດັ່ງກ່າວຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.
ໃນບັນດາມົນລະພິດທີ່ມີກິ່ນຫອມຫຼາຍຊະນິດ, ພວກເຮົາເອົາໃຈໃສ່ເປັນພິເສດຕໍ່ PAHs ທີ່ມີນ້ຳໜັກໂມເລກຸນຕ່ຳ ເຊັ່ນ: ແນບຟະລີນ ແລະ ແນບຟະລີນທົດແທນ. ສານປະກອບເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນສ່ວນປະກອບຫຼັກຂອງນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟທີ່ມາຈາກນໍ້າມັນ, ສີຍ້ອມຜ້າ, ຜະລິດຕະພັນອຸປະໂພກບໍລິໂພກ, ຢາປາບສັດຕູພືດ (ລູກມອດ ແລະ ຢາໄລ່ແມງໄມ້), ສານພາດສະຕິກ ແລະ ແທນນິນ ແລະ ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງແຜ່ຂະຫຍາຍໄປຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຫຼາຍລະບົບນິເວດ (Preuss et al., 2003). ບົດລາຍງານທີ່ຜ່ານມາໄດ້ເນັ້ນໃຫ້ເຫັນເຖິງການສະສົມຂອງຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງແນບຟະລີນໃນຕະກອນນໍ້າໃຕ້ດິນ, ນໍ້າໃຕ້ດິນ ແລະ ດິນໃຕ້ດິນ, ເຂດນໍ້າຖ້ວມ ແລະ ບໍລິເວນແມ່ນໍ້າ, ເຊິ່ງຊີ້ບອກເຖິງການສະສົມທາງຊີວະພາບຂອງມັນໃນສິ່ງແວດລ້ອມ (Duttagupta et al., 2019, 2020). ຕາຕະລາງທີ 2 ສະຫຼຸບຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ-ເຄມີ, ການນຳໃຊ້ ແລະ ຜົນກະທົບຕໍ່ສຸຂະພາບຂອງແນບຟະລີນ ແລະ ອະນຸພັນຂອງມັນ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບ PAHs ທີ່ມີນ້ຳໜັກໂມເລກຸນສູງອື່ນໆ, naphthalene ແລະອະນຸພັນຂອງມັນມີຄວາມບໍ່ລະລາຍນ້ຳໜ້ອຍກວ່າ, ລະລາຍໃນນ້ຳໄດ້ຫຼາຍກວ່າ ແລະ ແຜ່ກະຈາຍຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນລະບົບນິເວດ, ສະນັ້ນພວກມັນມັກຖືກນຳໃຊ້ເປັນຕົວຢ່າງເພື່ອສຶກສາການເຜົາຜານອາຫານ, ພັນທຸກຳ ແລະ ຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງການເຜົາຜານອາຫານຂອງ PAHs. ຈຸລິນຊີຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍສາມາດເຜົາຜານ naphthalene ແລະອະນຸພັນຂອງມັນໄດ້, ແລະ ຂໍ້ມູນທີ່ສົມບູນແບບແມ່ນມີຢູ່ກ່ຽວກັບເສັ້ນທາງການເຜົາຜານອາຫານ, ເອນໄຊມ໌ ແລະ ລັກສະນະການຄວບຄຸມຂອງມັນ (Mallick et al., 2011; Phale et al., 2019, 2020). ນອກຈາກນັ້ນ, naphthalene ແລະອະນຸພັນຂອງມັນຖືກກໍານົດເປັນສານປະກອບຕົ້ນແບບສໍາລັບການປະເມີນມົນລະພິດສິ່ງແວດລ້ອມເນື່ອງຈາກຄວາມອຸດົມສົມບູນ ແລະ ການດູດຊຶມທາງຊີວະພາບສູງ. ອົງການປົກປ້ອງສິ່ງແວດລ້ອມຂອງສະຫະລັດຄາດຄະເນວ່າລະດັບສະເລ່ຍຂອງ naphthalene ແມ່ນ 5.19 μg ຕໍ່ແມັດກ້ອນຈາກຄວັນຢາສູບ, ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນມາຈາກການເຜົາໄໝ້ທີ່ບໍ່ສົມບູນ, ແລະ 7.8 ຫາ 46 μg ຈາກຄວັນຂ້າງຄຽງ, ໃນຂະນະທີ່ການສຳຜັດກັບ creosote ແລະ naphthalene ສູງກວ່າ 100 ຫາ 10,000 ເທົ່າ (Preuss et al. 2003). ໂດຍສະເພາະແລ້ວ Naphthalene ໄດ້ຖືກພົບເຫັນວ່າມີຄວາມເປັນພິດທາງເດີນຫາຍໃຈສະເພາະຊະນິດ, ພາກພື້ນ, ແລະເພດ ແລະ ການກໍ່ມະເຮັງ. ອີງຕາມການສຶກສາໃນສັດ, ອົງການຄົ້ນຄວ້າມະເຮັງສາກົນ (IARC) ໄດ້ຈັດປະເພດ naphthalene ເປັນ "ສານກໍ່ມະເຮັງທີ່ເປັນໄປໄດ້ໃນມະນຸດ" (ກຸ່ມ 2B)1. ການສຳຜັດກັບ naphthalene ທີ່ຖືກທົດແທນ, ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນໂດຍການສູດດົມ ຫຼື ການໃຫ້ທາງປາກ (ທາງປາກ), ເຮັດໃຫ້ເກີດການບາດເຈັບຂອງເນື້ອເຍື່ອປອດ ແລະ ເພີ່ມອັດຕາການເກີດເນື້ອງອກໃນປອດໃນໜູ ແລະ ໜູ (ໂຄງການວິທະຍາສາດພິດວິທະຍາແຫ່ງຊາດ 2). ຜົນກະທົບສ້ວຍແຫຼມປະກອບມີອາການປວດຮາກ, ຮາກ, ເຈັບທ້ອງ, ຖອກທ້ອງ, ເຈັບຫົວ, ສັບສົນ, ເຫື່ອອອກຫຼາຍ, ໄຂ້, ຫົວໃຈເຕັ້ນໄວ, ແລະອື່ນໆ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຢາຂ້າແມງໄມ້ carbamate ທີ່ມີລະດັບກ້ວາງ carbaryl (1-naphthyl N-methylcarbamate) ໄດ້ຖືກລາຍງານວ່າເປັນພິດຕໍ່ສັດທີ່ບໍ່ມີກະດູກສັນຫຼັງໃນນ້ຳ, ສັດເຄິ່ງບົກພ່ອງ, ເຜິ້ງນໍ້າເຜິ້ງ ແລະ ມະນຸດ ແລະ ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າສາມາດຍັບຍັ້ງ acetylcholinesterase ເຮັດໃຫ້ເກີດອາການອຳມະພາດ (Smulders et al., 2003; Bulen and Distel, 2011). ດັ່ງນັ້ນ, ການເຂົ້າໃຈກົນໄກການເນົ່າເປື່ອຍຂອງຈຸລິນຊີ, ການຄວບຄຸມທາງພັນທຸກໍາ, ປະຕິກິລິຍາຂອງເອນໄຊມ໌ ແລະ ຈຸລັງແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍສຳລັບການພັດທະນາຍຸດທະສາດການບຳບັດທາງຊີວະພາບໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ປົນເປື້ອນ.
ຕາຕະລາງທີ 2. ຂໍ້ມູນລະອຽດກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ-ເຄມີ, ການນຳໃຊ້, ວິທີການກຳນົດ ແລະ ພະຍາດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຂອງ naphthalene ແລະ ອະນຸພັນຂອງມັນ.
ໃນຊ່ອງທີ່ມີມົນລະພິດ, ມົນລະພິດທີ່ມີກິ່ນຫອມທີ່ບໍ່ລະລາຍນ້ຳ ແລະ ໄຂມັນໃນເລືອດສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຜົນກະທົບທາງຈຸລັງຫຼາກຫຼາຍຕໍ່ຈຸລິນຊີສິ່ງແວດລ້ອມ (ຊຸມຊົນ), ເຊັ່ນ: ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຄ່ອງຕົວຂອງເຍື່ອຫຸ້ມເຊນ, ການຊຶມຜ່ານຂອງເຍື່ອຫຸ້ມເຊນ, ການໃຄ່ບວມຂອງຊັ້ນໄຂມັນສອງຊັ້ນ, ການລົບກວນການຖ່າຍໂອນພະລັງງານ (ລະບົບຕ່ອງໂສ້ການຂົນສົ່ງເອເລັກຕຣອນ/ແຮງຈູງໃຈຂອງໂປຣຕອນ), ແລະ ກິດຈະກຳຂອງໂປຣຕີນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບເຍື່ອຫຸ້ມເຊນ (Sikkema et al., 1995). ນອກຈາກນັ້ນ, ສານກາງທີ່ລະລາຍໄດ້ບາງຊະນິດເຊັ່ນ: ແຄທີໂຊນ ແລະ ຄີໂນນ ສ້າງຊະນິດອົກຊີເຈນທີ່ມີປະຕິກິລິຍາ (ROS) ແລະ ສ້າງສານປະກອບທີ່ມີ DNA ແລະ ໂປຣຕີນ (Penning et al., 1999). ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມອຸດົມສົມບູນຂອງສານປະກອບດັ່ງກ່າວໃນລະບົບນິເວດຈຶ່ງສ້າງຄວາມກົດດັນທີ່ເລືອກເຟັ້ນຕໍ່ຊຸມຊົນຈຸລິນຊີໃຫ້ກາຍເປັນຕົວຍ່ອຍສະຫຼາຍທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນລະດັບທາງສະລີລະວິທະຍາຕ່າງໆ, ລວມທັງການດູດຊຶມ/ການຂົນສົ່ງ, ການຫັນປ່ຽນພາຍໃນຈຸລັງ, ການດູດຊຶມ/ການນຳໃຊ້, ແລະ ການແບ່ງສ່ວນ.
ການຄົ້ນຫາໂຄງການຖານຂໍ້ມູນ Ribosomal-II (RDP-II) ໄດ້ເປີດເຜີຍວ່າ ມີເຊື້ອແບັກທີເຣຍທັງໝົດ 926 ຊະນິດທີ່ຖືກແຍກອອກຈາກສື່ ຫຼື ວັດທະນະທໍາເສີມທີ່ປົນເປື້ອນດ້ວຍ naphthalene ຫຼື ອະນຸພັນຂອງມັນ. ກຸ່ມ Proteobacteria ມີຈໍານວນຕົວແທນສູງສຸດ (n = 755), ຕາມດ້ວຍ Firmicutes (52), Bacteroidetes (43), Actinobacteria (39), Tenericutes (10), ແລະ ເຊື້ອແບັກທີເຣຍທີ່ບໍ່ໄດ້ຈັດປະເພດ (8) (ຮູບທີ 2). ຕົວແທນຂອງ γ-Proteobacteria (Pseudomonadales ແລະ Xanthomonadales) ແມ່ນຄອບງໍາກຸ່ມ Gram-negative ທັງໝົດທີ່ມີປະລິມານ G+C ສູງ (54%), ໃນຂະນະທີ່ Clostridiales ແລະ Bacillales (30%) ແມ່ນກຸ່ມ Gram-positive ທີ່ມີປະລິມານ G+C ຕໍ່າ. ມີລາຍງານວ່າ Pseudomonas (ຈຳນວນສູງສຸດ, 338 ຊະນິດ) ສາມາດຍ່ອຍສະຫຼາຍ naphthalene ແລະອະນຸພັນ methyl ຂອງມັນໃນລະບົບນິເວດທີ່ມີມົນລະພິດຕ່າງໆ (ນ້ຳມັນດິບ, ນ້ຳມັນ, ຂີ້ຕົມ, ນ້ຳມັນຮົ່ວໄຫຼ, ນ້ຳເສຍ, ຂີ້ເຫຍື້ອອິນຊີ ແລະ ບ່ອນຖິ້ມຂີ້ເຫຍື້ອ) ເຊັ່ນດຽວກັນກັບໃນລະບົບນິເວດທີ່ຄົບຖ້ວນ (ດິນ, ແມ່ນ້ຳ, ຕະກອນ ແລະ ນ້ຳໃຕ້ດິນ) (ຮູບທີ 2). ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ການສຶກສາການເສີມສ້າງ ແລະ ການວິເຄາະ metagenomic ຂອງບາງພາກພື້ນເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ເປີດເຜີຍວ່າຊະນິດ Legionella ແລະ Clostridium ທີ່ບໍ່ໄດ້ຮັບການເພາະພັນອາດມີຄວາມສາມາດໃນການຍ່ອຍສະຫຼາຍ, ຊີ້ບອກເຖິງຄວາມຕ້ອງການທີ່ຈະເພາະພັນແບັກທີເຣຍເຫຼົ່ານີ້ເພື່ອສຶກສາເສັ້ນທາງໃໝ່ ແລະ ຄວາມຫຼາກຫຼາຍທາງເມຕາໂບລິກ.
ຮູບທີ 2. ຄວາມຫຼາກຫຼາຍທາງດ້ານການຈັດປະເພດ ແລະ ການແຈກຢາຍທາງນິເວດວິທະຍາຂອງຕົວແທນຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣຍໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ປົນເປື້ອນດ້ວຍ naphthalene ແລະ ອະນຸພັນ naphthalene.
ໃນບັນດາຈຸລິນຊີທີ່ຍ່ອຍສະຫຼາຍໄຮໂດຄາບອນອາໂຣມາຕິກຫຼາຍຊະນິດ, ສ່ວນໃຫຍ່ມີຄວາມສາມາດໃນການຍ່ອຍສະຫຼາຍແນບທາລີນເປັນແຫຼ່ງຄາບອນ ແລະ ພະລັງງານພຽງແຫຼ່ງດຽວ. ລຳດັບຂອງເຫດການທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການເຜົາຜານແນບທາລີນໄດ້ຖືກອະທິບາຍໄວ້ສຳລັບ Pseudomonas sp. (ສາຍພັນ: NCIB 9816-4, G7, AK-5, PMD-1 ແລະ CSV86), Pseudomonas stutzeri AN10, Pseudomonas fluorescens PC20 ແລະສາຍພັນອື່ນໆ (ND6 ແລະ AS1) (Mahajan et al., 1994; Resnick et al., 1996; Annweiler et al., 2000; Basu et al., 2003; Dennis ແລະ Zylstra, 2004; Sota et al., 2006; ການເຜົາຜານອາຫານເລີ່ມຕົ້ນໂດຍ dioxygenase ຫຼາຍອົງປະກອບ [naphthalene dioxygenase (NDO), dioxygenase ວົງແຫວນ hydroxylating] ທີ່ກະຕຸ້ນການຜຸພັງຂອງວົງແຫວນ aromatic ໜຶ່ງຂອງ naphthalene ໂດຍໃຊ້ອົກຊີເຈນໂມເລກຸນເປັນ substrate ອີກອັນໜຶ່ງ, ປ່ຽນ naphthalene ໄປເປັນ cis-naphthalenediol (ຮູບທີ 3). Cis-dihydrodiol ຖືກປ່ຽນເປັນ 1,2-dihydroxynaphthalene ໂດຍ ດີໄຮໂດຣຈີເນສ. ໄດອົກຊີເຈນເນສທີ່ຕັດວົງແຫວນ, 1,2-ໄດໄຮດຣັອກຊີນາຟທາລີນ ໄດອົກຊີເຈນເນສ (12DHNDO), ປ່ຽນ 1,2-ໄດໄຮດຣັອກຊີນາຟທາລີນ ໄປເປັນກົດ 2-ໄຮດຣັອກຊີໂຄຣມນີ-2-ຄາບອກຊີລິກ. ໄອໂຊເມີໄຣເຊຊັນ cis-trans ທາງເອນໄຊມ໌ຜະລິດ trans-o-ໄຮດຣັອກຊີເບນຊີລີເດນພີຣູເວດ, ເຊິ່ງຖືກຕັດໂດຍໄຮດຣາເຕສ ອານໂດເລສ ໄປເປັນຊາລີຊີລິກ ອານເດຮຽບ ແລະ ໄພຣູເວດ. ໄພຣູເວດອາຊິດອິນຊີ ແມ່ນສານປະກອບ C3 ທຳອິດທີ່ໄດ້ມາຈາກໂຄງກະດູກຄາບອນນາຟທາລີນ ແລະ ມຸ້ງໄປສູ່ເສັ້ນທາງຄາບອນກາງ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຊາລີຊີລາດີໄຮເດຣດ ດີໄຮໂດຣຈີເນສ ທີ່ຂຶ້ນກັບ NAD+ ປ່ຽນຊາລີຊີລາດີໄຮດ ໄປເປັນກົດຊາລີຊີລິກ. ການເຜົາຜານອາຫານໃນຂັ້ນຕອນນີ້ເອີ້ນວ່າ "ເສັ້ນທາງເທິງ" ຂອງການເສື່ອມສະພາບຂອງນາຟທາລີນ. ເສັ້ນທາງນີ້ແມ່ນພົບເລື້ອຍຫຼາຍໃນເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ເສື່ອມສະພາບຂອງນາຟທາລີນສ່ວນໃຫຍ່. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມີຂໍ້ຍົກເວັ້ນບາງຢ່າງ; ຕົວຢ່າງ, ໃນ Bacillus hamburgii 2 ທີ່ມັກຄວາມຮ້ອນ, ການເສື່ອມສະພາບຂອງນາຟທາລີນ ເລີ່ມຕົ້ນໂດຍນາຟທາລີນ. 2,3-dioxygenase ເພື່ອປະກອບເປັນ 2,3-dihydroxynaphthalene (Annweiler et al., 2000).
ຮູບທີ 3. ເສັ້ນທາງຂອງການເຊື່ອມໂຊມຂອງ naphthalene, methylnaphthalene, ກົດ naphthoic, ແລະ carbaryl. ຕົວເລກທີ່ວົງມົນສະແດງເຖິງເອນໄຊມ໌ທີ່ຮັບຜິດຊອບຕໍ່ການປ່ຽນແປງຕາມລຳດັບຂອງ naphthalene ແລະອະນຸພັນຂອງມັນໄປເປັນຜະລິດຕະພັນຕໍ່ມາ. 1 — naphthalene dioxygenase (NDO); 2, cis-dihydrodiol dehydrogenase; 3, 1,2-dihydroxynaphthalene dioxygenase; 4, 2-hydroxychromene-2-carboxylic acid isomerase; 5, trans-O-hydroxybenzylidenepyruvate hydratase aldolase; 6, salicylaldehyde dehydrogenase; 7, salicylate 1-hydroxylase; 8, catechol 2,3-dioxygenase (C23DO); 9, 2-hydroxymuconate semialdehyde dehydrogenase; 10, 2-oxopent-4-enoate hydratase; 11, 4-hydroxy-2-oxopentanoate aldolase; 12, ອາເຊຕາລດີໄຮໂດຣຈີເນສ; 13, ຄາເທໂຄລ-1,2-ໄດອົກຊີເຈນເນສ (C12DO); 14, ມູໂຄເນດ ໄຊໂຄລໄອໂຊເມເຣສ; 15, ມູໂຄໂນແລັກໂຕນ ເດລຕາ-ໄອໂຊເມເຣສ; 16, ເບຕ້າ-ຄີໂຕອາດີປາເຕໂນແລັກໂຕນ ໄຮໂດຣເລສ; 17, ເບຕ້າ-ຄີໂຕອາດີເປດ ຊັກຊິນນິວ-ໂຄອາ ເທຣນເຟີເຣສ; 18, ເບຕ້າ-ຄີໂຕອາດີເປດ-ໂຄອາ ໄທໂອເລສ; 19, ຊັກຊິນນິວ-ໂຄອາ: ອາເຊຕິນ-ໂຄອາ ຊັກຊິນນິວທຣານເຟີເຣສ; 20, ຊາລິຊີເລດ 5-ໄຮດຣອກຊີເລສ; 21 – ເຈນຕິເຊດ 1,2-ໄດອົກຊີເຈນເນສ (GDO); 22, ມາອີລພີຣູເວດ ໄອໂຊເມເຣສ; 23, ຟູມາຣິລພີຣູເວດ ໄຮໂດຣເລສ; 24, ເມທິລແນບທາລີນ ໄຮດຣອກຊີເລສ (NDO); 25, ໄຮດຣອກຊີເມທິລແນບທາລີນ ເດໄຮໂດຣຈີເນສ; 26, ແນບທາລດີໄຮໂດຣຈີເນສ; 27, 3-ຟໍມິລຊາລີຊີລິກອາຊິດອົກຊິເດສ; 28, ໄຮດຣອກຊີໄອໂຊຟທາເລດເດຄາບອກຊີເລສ; 29, ຄາບາຣິວໄຮໂດຣເລສ (CH); 30, 1-ແນບທາລ-2-ໄຮດຣອກຊີເລສ.
ອີງຕາມສິ່ງມີຊີວິດ ແລະ ຮູບແບບທາງພັນທຸກໍາຂອງມັນ, ກົດຊາລີຊີລິກທີ່ໄດ້ຮັບຈະຖືກເຜົາຜານຕື່ມອີກຜ່ານທາງ catechol ໂດຍໃຊ້ salicylate 1-hydroxylase (S1H) ຫຼື ຜ່ານເສັ້ນທາງ gentisate ໂດຍໃຊ້ salicylate 5-hydroxylase (S5H) (ຮູບທີ 3). ເນື່ອງຈາກກົດຊາລີຊີລິກເປັນຕົວກາງທີ່ສໍາຄັນໃນການເຜົາຜານ naphthalene (ເສັ້ນທາງເທິງ), ຂັ້ນຕອນຈາກກົດຊາລີຊີລິກໄປຫາຕົວກາງ TCA ມັກຖືກເອີ້ນວ່າເສັ້ນທາງລຸ່ມ, ແລະ gene ຖືກຈັດເປັນ operon ດຽວ. ມັນເປັນເລື່ອງທໍາມະດາທີ່ຈະເຫັນວ່າ gene ໃນ operon ເສັ້ນທາງເທິງ (nah) ແລະ operon ເສັ້ນທາງລຸ່ມ (sal) ຖືກຄວບຄຸມໂດຍປັດໄຈຄວບຄຸມທົ່ວໄປ; ຕົວຢ່າງ, NahR ແລະ ກົດຊາລີຊີລິກເຮັດໜ້າທີ່ເປັນຕົວກະຕຸ້ນ, ຊ່ວຍໃຫ້ operon ທັງສອງສາມາດເຜົາຜານ naphthalene ໄດ້ຢ່າງສົມບູນ (Phale et al., 2019, 2020).
ນອກຈາກນັ້ນ, catechol ຖືກຕັດເປັນ 2-hydroxymuconate semialdehyde ຜ່ານເສັ້ນທາງ meta ໂດຍ catechol 2,3-dioxygenase (C23DO) (Yen et al., 1988) ແລະ hydrolyzed ຕໍ່ໄປໂດຍ 2-hydroxymuconate semialdehyde hydrolase ເພື່ອສ້າງເປັນ 2-hydroxypent-2,4-dienoic acid. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, 2-hydroxypent-2,4-dienoate ຖືກປ່ຽນເປັນ pyruvate ແລະ acetaldehyde ໂດຍ hydratase (2-oxopent-4-enoate hydratase) ແລະ aldolase (4-hydroxy-2-oxopentanoate aldolase) ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນເຂົ້າສູ່ເສັ້ນທາງຄາບອນກາງ (ຮູບທີ 3). ອີກທາງເລືອກໜຶ່ງ, catechol ຖືກຕັດເປັນ cis,cis-muconate ຜ່ານເສັ້ນທາງ ortho ໂດຍ catechol 1,2-oxygenase (C12DO). ເອນໄຊໂຄລໄອໂຊເມີເຣສຂອງ Muconate, ເອນໄຊໂຄລແລັກໂຕນຂອງ muconolactone, ແລະ β-ketoadipate-nollactone hydrolase ປ່ຽນ cis, cis-muconate ໄປເປັນ 3-oxoadipate, ເຊິ່ງເຂົ້າສູ່ເສັ້ນທາງຄາບອນກາງຜ່ານ succinyl-CoA ແລະ acetyl-CoA (Nozaki et al., 1968) (ຮູບທີ 3).
ໃນເສັ້ນທາງ gentisate (2,5-dihydroxybenzoate), ວົງແຫວນອາໂຣມາຕິກຈະຖືກຕັດໂດຍ gentisate 1,2-dioxygenase (GDO) ເພື່ອສ້າງ maleylpyruvate. ຜະລິດຕະພັນນີ້ສາມາດຖືກ hydrolyzed ໂດຍກົງເປັນ pyruvate ແລະ malate, ຫຼືມັນສາມາດຖືກ isomerized ເພື່ອສ້າງ fumarylpyruvate, ເຊິ່ງຫຼັງຈາກນັ້ນສາມາດຖືກ hydrolyzed ເປັນ pyruvate ແລະ fumarate (Larkin ແລະ Day, 1986). ການເລືອກເສັ້ນທາງທາງເລືອກໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນໃນທັງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍແກມລົບ ແລະ ແກມບວກໃນລະດັບຊີວະເຄມີ ແລະ ພັນທຸກໍາ (Morawski et al., 1997; Whyte et al., 1997). ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍແກມລົບ (Pseudomonas) ມັກໃຊ້ກົດ salicylic, ເຊິ່ງເປັນຕົວກະຕຸ້ນການເຜົາຜານ naphthalene, decarboxylating ມັນເປັນ catechol ໂດຍໃຊ້ salicylate 1-hydroxylase (Gibson ແລະ Subramanian, 1984). ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ໃນເຊື້ອແບັກທີເຣຍແກມບວກ (Rhodococcus), salicylate 5-hydroxylase ປ່ຽນກົດ salicylic ໄປເປັນກົດ gentisic, ໃນຂະນະທີ່ກົດ salicylic ບໍ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ການຖອດລະຫັດຂອງເຊື້ອ naphthalene (Grund et al., 1992) (ຮູບທີ 3).
ມີລາຍງານວ່າຊະນິດຕ່າງໆເຊັ່ນ Pseudomonas CSV86, Oceanobacterium NCE312, Marinhomonas naphthotrophicus, Sphingomonas paucimobilis 2322, Vibrio cyclotrophus, Pseudomonas fluorescens LP6a, Pseudomonas ແລະ Mycobacterium species ສາມາດຍ່ອຍສະຫຼາຍ monomethylnaphthalene ຫຼື dimethylnaphthalene ໄດ້ (Dean-Raymond ແລະ Bartha, 1975; Cane ແລະ Williams, 1982; Mahajan et al., 1994; Dutta et al., 1998; Hedlund et al., 1999). ໃນນັ້ນ, ເສັ້ນທາງການຍ່ອຍສະຫຼາຍ 1-methylnaphthalene ແລະ 2-methylnaphthalene ຂອງ Pseudomonas sp. CSV86 ໄດ້ຖືກສຶກສາຢ່າງຈະແຈ້ງໃນລະດັບຊີວະເຄມີ ແລະ ເອນໄຊມ (Mahajan et al., 1994). 1-Methylnaphthalene ຖືກເຜົາຜານຜ່ານສອງເສັ້ນທາງ. ທຳອິດ, ວົງແຫວນອາໂຣມາຕິກຈະຖືກໄຮດຣອກຊີເລດ (ວົງແຫວນທີ່ບໍ່ໄດ້ທົດແທນຂອງເມທິລແນບທາລີນ) ເພື່ອສ້າງເປັນ cis-1,2-dihydroxy-1,2-dihydro-8-ເມທິລແນບທາລີນ, ເຊິ່ງຈະຖືກຜຸພັງຕື່ມອີກເປັນເມທິລຊາລີຊີເລດ ແລະ ເມທິລຄາເທຄໍ, ແລະ ຫຼັງຈາກນັ້ນເຂົ້າສູ່ເສັ້ນທາງຄາບອນກາງຫຼັງຈາກການແຍກວົງແຫວນ (ຮູບທີ 3). ເສັ້ນທາງນີ້ເອີ້ນວ່າ "ເສັ້ນທາງແຫຼ່ງຄາບອນ". ໃນ "ເສັ້ນທາງການກຳຈັດສານພິດ" ທີສອງ, ກຸ່ມເມທິລສາມາດຖືກໄຮດຣອກຊີເລດໂດຍ NDO ເພື່ອສ້າງເປັນ 1-hydroxymethylnaphthalene, ເຊິ່ງຈະຖືກຜຸພັງຕື່ມອີກເປັນກົດ 1-naphthoic ແລະ ຖືກຂັບຖ່າຍອອກໃນສື່ກາງການເພາະເລี้ยงເປັນຜະລິດຕະພັນທີ່ບໍ່ມີທາງອອກ. ການສຶກສາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເຊື້ອພັນ CSV86 ບໍ່ສາມາດເຕີບໃຫຍ່ຢູ່ເທິງກົດ 1- ແລະ 2-naphthoic ເປັນແຫຼ່ງຄາບອນ ແລະ ພະລັງງານດຽວ, ຢືນຢັນເສັ້ນທາງການກຳຈັດສານພິດຂອງມັນ (Mahajan et al., 1994; Basu et al., 2003). ໃນ 2-methylnaphthalene, ກຸ່ມ methyl ຜ່ານການ hydroxylation ໂດຍ hydroxylase ເພື່ອສ້າງ 2-hydroxymethylnaphthalene. ນອກຈາກນັ້ນ, ວົງແຫວນທີ່ບໍ່ໄດ້ທົດແທນຂອງວົງແຫວນ naphthalene ຜ່ານການ hydroxylation ຂອງວົງແຫວນເພື່ອສ້າງ dihydrodiol, ເຊິ່ງຖືກຜຸພັງໄປເປັນ 4-hydroxymethylcatechol ໃນຊຸດຂອງປະຕິກິລິຍາ enzyme-catalyzed ແລະເຂົ້າສູ່ເສັ້ນທາງຄາບອນສູນກາງຜ່ານເສັ້ນທາງ meta-ring cleavage. ເຊັ່ນດຽວກັນ, S. paucimobilis 2322 ໄດ້ຖືກລາຍງານວ່າໃຊ້ NDO ເພື່ອ hydroxylate 2-methylnaphthalene, ເຊິ່ງຖືກຜຸພັງຕໍ່ໄປເພື່ອສ້າງ methyl salicylate ແລະ methylcatechol (Dutta et al., 1998).
ກົດ Naphthoic (ທີ່ຖືກທົດແທນ/ບໍ່ຖືກທົດແທນ) ແມ່ນຜະລິດຕະພັນຂ້າງຄຽງຂອງການຂັບສານພິດ/ການປ່ຽນຮູບທາງຊີວະພາບ ທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງການເຊື່ອມໂຊມຂອງ methylnaphthalene, phenanthrene ແລະ anthracene ແລະຖືກປ່ອຍອອກມາໃນສື່ກາງການເພາະເລี้ยง. ມີລາຍງານວ່າ Stenotrophomonas maltophilia CSV89 ທີ່ແຍກອອກຈາກດິນສາມາດເຜົາຜານກົດ 1-naphthoic ເປັນແຫຼ່ງຄາບອນ (Phale et al., 1995). ການເຜົາຜານເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍການໄດໄຮດຣອກຊີເລຊັນຂອງວົງແຫວນອາໂຣມາຕິກເພື່ອສ້າງ 1,2-dihydroxy-8-carboxynaphthalene. ໄດອໍທີ່ໄດ້ຮັບຈະຖືກຜຸພັງເປັນ catechol ຜ່ານ 2-hydroxy-3-carboxybenzylidenepyruvate, 3-formylsalicylic acid, 2-hydroxyisophthalic acid ແລະ salicylic acid ແລະເຂົ້າສູ່ເສັ້ນທາງຄາບອນກາງຜ່ານເສັ້ນທາງການຕັດ meta-ring (ຮູບທີ 3).
ຄາບາຣິວ ເປັນຢາປາບສັດຕູພືດ naphthyl carbamate. ນັບຕັ້ງແຕ່ການປະຕິວັດສີຂຽວໃນປະເທດອິນເດຍໃນຊຸມປີ 1970, ການໃຊ້ປຸ໋ຍເຄມີ ແລະ ຢາປາບສັດຕູພືດໄດ້ນໍາໄປສູ່ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງການປ່ອຍອາຍພິດ polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) ຈາກແຫຼ່ງທີ່ບໍ່ແມ່ນຈຸດກະສິກໍາ (Pingali, 2012; Duttagupta et al., 2020). ຄາດຄະເນວ່າ 55% (85,722,000 ເຮັກຕາ) ຂອງພື້ນທີ່ປູກຝັງທັງໝົດໃນປະເທດອິນເດຍແມ່ນໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວດ້ວຍຢາປາບສັດຕູພືດທາງເຄມີ. ໃນໄລຍະຫ້າປີທີ່ຜ່ານມາ (2015–2020), ຂະແໜງກະສິກໍາອິນເດຍໄດ້ໃຊ້ຢາປາບສັດຕູພືດໂດຍສະເລ່ຍ 55,000 ຫາ 60,000 ໂຕນຕໍ່ປີ (ກົມສະຫະກອນ ແລະ ສະຫວັດດີການຊາວກະສິກອນ, ກະຊວງກະສິກໍາ, ລັດຖະບານອິນເດຍ, ສິງຫາ 2020). ໃນທົ່ງພຽງ Gangetic ພາກເໜືອ ແລະ ພາກກາງ (ລັດທີ່ມີປະຊາກອນ ແລະ ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງປະຊາກອນສູງສຸດ), ການໃຊ້ຢາປາບສັດຕູພືດໃນພືດຜົນແມ່ນແຜ່ຂະຫຍາຍຢ່າງກວ້າງຂວາງ, ໂດຍມີຢາປາບສັດຕູພືດເປັນຫຼັກ. ຄາບາຣິວ (1-naphthyl-N-methylcarbamate) ເປັນຢາຂ້າແມງໄມ້ຄາບາເມດທີ່ມີລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນກ້ວາງ, ມີພິດປານກາງຫາສູງ ເຊິ່ງໃຊ້ໃນກະສິກຳອິນເດຍໃນອັດຕາສະເລ່ຍ 100–110 ໂຕນ. ມັນຖືກຂາຍທົ່ວໄປພາຍໃຕ້ຊື່ການຄ້າ Sevin ແລະ ໃຊ້ເພື່ອຄວບຄຸມແມງໄມ້ (ເພ້ຍ, ມົດໄຟ, ໝັດ, ໄຮ, ແມງມຸມ ແລະ ສັດຕູພືດກາງແຈ້ງອື່ນໆອີກຫຼາຍຊະນິດ) ທີ່ສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ພືດຫຼາຍຊະນິດ (ສາລີ, ຖົ່ວເຫຼືອງ, ຝ້າຍ, ໝາກໄມ້ ແລະ ຜັກ). ຈຸລິນຊີບາງຊະນິດເຊັ່ນ: Pseudomonas (NCIB 12042, 12043, C4, C5, C6, C7, Pseudomonas putida XWY-1), Rhodococcus (NCIB 12038), Sphingobacterium spp. (CF06), Burkholderia (C3), Micrococcus ແລະ Arthrobacter ກໍສາມາດໃຊ້ເພື່ອຄວບຄຸມສັດຕູພືດອື່ນໆໄດ້ເຊັ່ນກັນ. ມີລາຍງານວ່າ RC100 ສາມາດຍ່ອຍສະຫຼາຍ carbaryl ໄດ້ (Larkin ແລະ Day, 1986; Chapalamadugu ແລະ Chaudhry, 1991; Hayatsu et al., 1999; Swetha ແລະ Phale, 2005; Trivedi et al., 2017). ເສັ້ນທາງການຍ່ອຍສະຫຼາຍຂອງ carbaryl ໄດ້ຖືກສຶກສາຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນລະດັບຊີວະເຄມີ, ເອນໄຊມ໌ ແລະ ພັນທຸກຳໃນເຊື້ອ Pseudomonas sp. ສາຍພັນ C4, C5 ແລະ C6 ໃນດິນ (Swetha ແລະ Phale, 2005; Trivedi et al., 2016) (ຮູບທີ 3). ເສັ້ນທາງການເຜົາຜານອາຫານເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍການໄຮໂດຼໄລຊິສຂອງພັນທະບັດ ester ໂດຍ carbaryl hydrolase (CH3) ເພື່ອສ້າງ 1-naphthol, methylamine ແລະ carbon dioxide. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, 1-naphthol ຈະຖືກປ່ຽນເປັນ 1,2-dihydroxynaphthalene ໂດຍ 1-naphthol hydroxylase (1-NH3), ເຊິ່ງຈະຖືກເຜົາຜານຕື່ມອີກຜ່ານເສັ້ນທາງຄາບອນສູນກາງຜ່ານ salicylate ແລະ gentisate. ມີລາຍງານວ່າເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ຍ່ອຍສະຫຼາຍ carbaryl ບາງຊະນິດເຜົາຜານມັນເປັນກົດ salicylic ຜ່ານການຕັດວົງແຫວນ catechol ortho (Larkin ແລະ Day, 1986; Chapalamadugu ແລະ Chaudhry, 1991). ສິ່ງທີ່ໜ້າສັງເກດແມ່ນເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ຍ່ອຍສະຫຼາຍ naphthalene ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເຜົາຜານກົດ salicylic ຜ່ານ catechol, ໃນຂະນະທີ່ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ຍ່ອຍສະຫຼາຍ carbaryl ມັກເຜົາຜານກົດ salicylic ຜ່ານເສັ້ນທາງ gentisate.
ກົດ Naphthalenesulfonic/ກົດ disulfonic ແລະ ອະນຸພັນກົດ naphthylaminesulfonic ສາມາດໃຊ້ເປັນຕົວກາງໃນການຜະລິດສີຍ້ອມ azo, ສານເຮັດໃຫ້ຊຸ່ມ, ສານກະຈາຍ, ແລະອື່ນໆ. ເຖິງແມ່ນວ່າສານປະກອບເຫຼົ່ານີ້ມີຄວາມເປັນພິດຕໍ່າຕໍ່ມະນຸດ, ການປະເມີນຄວາມເປັນພິດຂອງຈຸລັງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າພວກມັນເປັນອັນຕະລາຍຕໍ່ປາ, ນ້ຳເຜິ້ງ ແລະ ສາຫຼ່າຍ (Greim et al., 1994). ຕົວແທນຂອງສະກຸນ Pseudomonas (ສາຍພັນ A3, C22) ໄດ້ຖືກລາຍງານວ່າເລີ່ມການເຜົາຜານອາຫານໂດຍການ hydroxylation ສອງເທົ່າຂອງວົງແຫວນ aromatic ທີ່ມີກຸ່ມກົດ sulfonic ເພື່ອສ້າງ dihydrodiol, ເຊິ່ງຖືກປ່ຽນເປັນ 1,2-dihydroxynaphthalene ໂດຍການຕັດກຸ່ມ sulfite ໂດຍອັດຕະໂນມັດ (Brilon et al., 1981). 1,2-dihydroxynaphthalene ທີ່ໄດ້ຮັບແມ່ນ catabolized ຜ່ານເສັ້ນທາງ naphthalene ແບບຄລາສສິກ, ເຊັ່ນ: ເສັ້ນທາງ catechol ຫຼື gentisate (ຮູບທີ 4). ມັນໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າກົດ aminonaphthalenesulfonic ແລະກົດ hydroxynaphthalenesulfonic ສາມາດເສື່ອມສະພາບໄດ້ຢ່າງສົມບູນໂດຍກຸ່ມເຊື້ອແບັກທີເຣຍປະສົມກັບເສັ້ນທາງ catabolic ທີ່ສົມບູນ (Nortemann et al., 1986). ມັນໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າສະມາຊິກໜຶ່ງຂອງກຸ່ມ desulfurizes ກົດ aminonaphthalenesulfonic ຫຼືກົດ hydroxynaphthalenesulfonic ໂດຍ 1,2-dioxygenation, ໃນຂະນະທີ່ aminosalicylate ຫຼື hydroxysalicylate ຖືກປ່ອຍອອກມາໃນສື່ກາງວັດທະນະທຳເປັນ metabolite ທີ່ບໍ່ມີທາງອອກ ແລະຕໍ່ມາຖືກດູດຊຶມໂດຍສະມາຊິກອື່ນໆຂອງກຸ່ມ. ກົດ Naphthalenesulfonic ມີຂົ້ວຂ້ອນຂ້າງຂ້ອນຂ້າງແຕ່ຍ່ອຍສະຫຼາຍໄດ້ຍາກ ແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສາມາດເຜົາຜານໄດ້ຜ່ານເສັ້ນທາງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. desulfurization ທຳອິດເກີດຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງການ dihydroxylation ແບບເລືອກເຟັ້ນຂອງວົງແຫວນ aromatic ແລະກຸ່ມກົດ sulfonic; ການແຍກຊູນຟູຣິເຊຊັນຄັ້ງທີສອງເກີດຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງການໄຮດຣອກຊິເລຊັນຂອງກົດ 5-ຊູນໂຟຊາລີຊີລິກໂດຍກົດຊາລີຊີລິກ 5-ໄຮດຣອກຊິເລສ ເພື່ອສ້າງກົດເຈນຕິຊິກ ເຊິ່ງເຂົ້າສູ່ເສັ້ນທາງຄາບອນສູນກາງ (Brilon et al., 1981) (ຮູບທີ 4). ເອນໄຊທີ່ຮັບຜິດຊອບຕໍ່ການເສື່ອມສະພາບຂອງແນບທາລີນຍັງເປັນຄວາມຮັບຜິດຊອບຕໍ່ການເຜົາຜານຂອງແນບທາລີນຊັນໂຟເນດ (Brilon et al., 1981; Keck et al., 2006).
ຮູບທີ 4. ເສັ້ນທາງການເຜົາຜານອາຫານສຳລັບການເຊື່ອມໂຊມຂອງ naphthyl sulfonate. ຕົວເລກພາຍໃນວົງມົນສະແດງເຖິງເອນໄຊມ໌ທີ່ຮັບຜິດຊອບຕໍ່ການເຜົາຜານຂອງ naphthyl sulfonate, ຄ້າຍຄືກັນ/ຄືກັນກັບເອນໄຊມ໌ທີ່ໄດ້ອະທິບາຍໄວ້ໃນຮູບທີ 3.
PAHs ນ້ຳໜັກໂມເລກຸນຕ່ຳ (LMW-PAHs) ແມ່ນສາມາດຫຼຸດຜ່ອນໄດ້, ບໍ່ມັກນ້ຳ ແລະ ລະລາຍໄດ້ດີ, ແລະ ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງບໍ່ມີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການແຕກແຍກ/ການເຊື່ອມໂຊມຕາມທຳມະຊາດ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຈຸລິນຊີແອໂຣບິກສາມາດຜຸພັງມັນໄດ້ໂດຍການດູດຊຶມອົກຊີເຈນໂມເລກຸນ (O2). ເອນໄຊມ໌ເຫຼົ່ານີ້ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຢູ່ໃນກຸ່ມຂອງອົກຊີໂດຣດັດເຕສ ແລະ ສາມາດປະຕິບັດປະຕິກິລິຍາຕ່າງໆເຊັ່ນ: ໄຮດຣອກຊີເລຊັນວົງແຫວນອາໂຣມາຕິກ (ໂມໂນ ຫຼື ໄດໄຮດຣອກຊີເລຊັນ), ດີໄຮໂດຣຈີເນຊັນ ແລະ ການແຍກວົງແຫວນອາໂຣມາຕິກ. ຜະລິດຕະພັນທີ່ໄດ້ຮັບຈາກປະຕິກິລິຍາເຫຼົ່ານີ້ຢູ່ໃນສະພາບການຜຸພັງທີ່ສູງກວ່າ ແລະ ສາມາດເຜົາຜານໄດ້ງ່າຍກວ່າຜ່ານເສັ້ນທາງຄາບອນສູນກາງ (Phale et al., 2020). ເອນໄຊມ໌ໃນເສັ້ນທາງການເຊື່ອມໂຊມໄດ້ຖືກລາຍງານວ່າສາມາດກະຕຸ້ນໄດ້. ກິດຈະກຳຂອງເອນໄຊມ໌ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຕໍ່າຫຼາຍ ຫຼື ບໍ່ສຳຄັນເມື່ອຈຸລັງຖືກປູກຢູ່ໃນແຫຼ່ງຄາບອນງ່າຍໆເຊັ່ນ: ນ້ຳຕານກລູໂຄສ ຫຼື ກົດອິນຊີ. ຕາຕະລາງທີ 3 ສະຫຼຸບເອນໄຊມ໌ຕ່າງໆ (ອົກຊີເຈເນສ, ໄຮໂດຣເລສ, ດີໄຮໂດຣຈີເນສ, ອົກຊີເດສ, ແລະອື່ນໆ) ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການເຜົາຜານຂອງແນບຟທາລີນ ແລະ ອະນຸພັນຂອງມັນ.
ຕາຕະລາງທີ 3. ຄຸນລັກສະນະທາງຊີວະເຄມີຂອງເອນໄຊມ໌ທີ່ຮັບຜິດຊອບຕໍ່ການເຊື່ອມໂຊມຂອງ naphthalene ແລະອະນຸພັນຂອງມັນ.
ການສຶກສາໄອໂຊໂທບກຳມັນຕະພາບລັງສີ (18O2) ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການລວມຕົວຂອງໂມເລກຸນ O2 ເຂົ້າໄປໃນວົງແຫວນອາໂຣມາຕິກໂດຍອົກຊີເຈນເນສແມ່ນຂັ້ນຕອນທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດໃນການກະຕຸ້ນການຍ່ອຍສະຫຼາຍທາງຊີວະພາບຕື່ມອີກຂອງສານປະກອບ (Hayaishi et al., 1955; Mason et al., 1955). ການລວມຕົວຂອງອະຕອມອົກຊີເຈນ (O) ໜຶ່ງຈາກໂມເລກຸນອົກຊີເຈນ (O2) ເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນຮອງພື້ນແມ່ນເລີ່ມຕົ້ນໂດຍໂມໂນອົກຊີເຈນເນສພາຍໃນ ຫຼື ພາຍນອກ (ເອີ້ນວ່າໄຮດຣອກຊີເລສ). ອະຕອມອົກຊີເຈນອີກອັນໜຶ່ງຖືກຫຼຸດລົງເປັນນ້ຳ. ໂມໂນອົກຊີເຈນເນສພາຍນອກຫຼຸດຜ່ອນຟລາວິນດ້ວຍ NADH ຫຼື NADPH, ໃນຂະນະທີ່ໃນເອນໂດໂມໂນອົກຊີເຈນເນສຟລາວິນຖືກຫຼຸດລົງໂດຍຊັ້ນຮອງພື້ນ. ຕຳແໜ່ງຂອງໄຮດຣອກຊີເລຊັນເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຫຼາກຫຼາຍໃນການສ້າງຜະລິດຕະພັນ. ຕົວຢ່າງ, ຊາລິຊີເລດ 1-ໄຮດຣອກຊີເລສໄຮດຣອກຊີເລສກົດຊາລີຊີລິກຢູ່ຕຳແໜ່ງ C1, ປະກອບເປັນຄາເຕຄໍ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຊາລີຊີເລດ 5-ໄຮດຣອກຊີເລສ ທີ່ມີຫຼາຍສ່ວນປະກອບ (ປະກອບດ້ວຍຣີດັກເຕສ, ເຟີເຣດັອກຊິນ, ແລະ ອົກຊີເຈນເອສຍ່ອຍ) ໄຮດຣອກຊີເລສ ກົດຊາລີຊີລິກຢູ່ຕຳແໜ່ງ C5, ປະກອບເປັນກົດເຈນຕິຊິກ (Yamamoto et al., 1965).
ໄດອົກຊີເຈນເນສ ລວມເອົາສອງອະຕອມ O2 ເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນຮອງພື້ນ. ອີງຕາມຜະລິດຕະພັນທີ່ສ້າງຂຶ້ນ, ພວກມັນຖືກແບ່ງອອກເປັນໄດອົກຊີເຈນເນສແບບວົງແຫວນໄຮດຣອກຊີເລຕິ້ງ ແລະ ໄດອົກຊີເຈນເນສແບບວົງແຫວນ. ໄດອົກຊີເຈນເນສແບບວົງແຫວນໄຮດຣອກຊີເລຕິ້ງປ່ຽນຊັ້ນຮອງພື້ນອາໂຣມາຕິກໄປເປັນຊິສ-ໄດໄຮໂດຣໄດອໍ (ເຊັ່ນ: ແນບຟທາລີນ) ແລະ ແຜ່ຫຼາຍໃນບັນດາເຊື້ອແບັກທີເຣຍ. ມາຮອດປະຈຸບັນ, ມັນໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າສິ່ງມີຊີວິດທີ່ມີໄດອົກຊີເຈນເນສແບບວົງແຫວນໄຮດຣອກຊີເລຕິ້ງສາມາດເຕີບໃຫຍ່ໄດ້ໃນແຫຼ່ງຄາບອນອາໂຣມາຕິກຕ່າງໆ, ແລະ ເອນໄຊມເຫຼົ່ານີ້ຖືກຈັດປະເພດເປັນ NDO (ແນບຟທາລີນ), ໂທລູອີນໄດອົກຊີເຈນເນສ (TDO, ໂທລູອີນ), ແລະ ໄບຟີນິລໄດອົກຊີເຈນເນສ (BPDO, ໄບຟີນິລ). ທັງ NDO ແລະ BPDO ສາມາດກະຕຸ້ນການຜຸພັງສອງເທົ່າ ແລະ ການໄຮດຣອກຊີເລຊັນລະບົບຕ່ອງໂສ້ຂ້າງຂອງໄຮໂດຄາບອນອາໂຣມາຕິກໂພລີໄຊຄຼິກຕ່າງໆ (ໂທລູອີນ, ໄນໂຕຣໂທລູອີນ, ໄຊລີນ, ເອທິວເບນຊີນ, ແນບຟທາລີນ, ໄບຟີນິລ, ຟລູອໍຣີນ, ອິນໂດລ, ເມທິວແນບຟທາລີນ, ແນບຟທາລີນຊັນໂຟເນດ, ຟີແນນທຣີນ, ແອນທຣາຊີນ, ອາເຊໂຕຟີໂນນ, ແລະອື່ນໆ) (Boyd ແລະ Sheldrake, 1998; Phale et al., 2020). NDO ແມ່ນລະບົບຫຼາຍອົງປະກອບທີ່ປະກອບດ້ວຍອົກຊີໂດຣດັກເຕສ, ເຟີຣີດັອກຊິນ, ແລະ ສ່ວນປະກອບອົກຊີເຈນເຣສທີ່ມີບໍລິເວນທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ (Gibson ແລະ Subramanian, 1984; Resnick et al., 1996). ໜ່ວຍເລັ່ງປະຕິກິລິຍາຂອງ NDO ປະກອບດ້ວຍໜ່ວຍຍ່ອຍ α ຂະໜາດໃຫຍ່ ແລະ ໜ່ວຍຍ່ອຍ β ຂະໜາດນ້ອຍ ທີ່ຈັດລຽງຢູ່ໃນການຕັ້ງຄ່າ α3β3. NDO ເປັນຂອງຄອບຄົວຂະໜາດໃຫຍ່ຂອງອົກຊີເຈນເນສ ແລະ α-subunit ຂອງມັນປະກອບດ້ວຍ Rieske site [2Fe-2S] ແລະ mononuclear non-heme iron, ເຊິ່ງກຳນົດຄວາມຈຳເພາະຂອງ substrate ຂອງ NDO (Parales et al., 1998). ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວ, ໃນວົງຈອນການເລັ່ງປະຕິກິລິຍາໜຶ່ງຄັ້ງ, ສອງເອເລັກຕຣອນຈາກການຫຼຸດຄ່າຂອງ pyridine ຈະຖືກໂອນໄປຫາໄອອອນ Fe(II) ໃນ active site ຜ່ານ reductase, ferredoxin ແລະ Rieske site. ສານທີ່ຫຼຸດຄ່າທຽບເທົ່າຈະກະຕຸ້ນໂມເລກຸນອົກຊີເຈນ, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງຈຳເປັນສຳລັບການ dihydroxylation ຂອງ substrate (Ferraro et al., 2005). ມາຮອດປະຈຸບັນ, ມີພຽງແຕ່ NDOs ຈຳນວນໜ້ອຍເທົ່ານັ້ນທີ່ຖືກເຮັດໃຫ້ບໍລິສຸດ ແລະ ມີລັກສະນະລະອຽດຈາກສາຍພັນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ແລະ ການຄວບຄຸມທາງພັນທຸກຳຂອງເສັ້ນທາງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການເສື່ອມສະພາບຂອງ naphthalene ໄດ້ຖືກສຶກສາຢ່າງລະອຽດ (Resnick et al., 1996; Parales et al., 1998; Karlsson et al., 2003). ໄດອົກຊີເຈນເນສທີ່ຕັດວົງແຫວນ (ເອນໄຊມ໌ endo- ຫຼື ortho-ring-cleaving ແລະ ເອນໄຊມ໌ exodiol- ຫຼື meta-ring-cleaving) ເຮັດໜ້າທີ່ກັບສານປະກອບອາໂຣມາຕິກທີ່ໄຮດຣອກຊີເລດ. ຕົວຢ່າງ, ໄດອົກຊີເຈນເນສທີ່ຕັດວົງແຫວນ ortho-ring ແມ່ນ catechol-1,2-dioxygenase, ໃນຂະນະທີ່ໄດອົກຊີເຈນເນສທີ່ຕັດວົງແຫວນ meta-ring ແມ່ນ catechol-2,3-dioxygenase (Kojima et al., 1961; Nozaki et al., 1968). ນອກເໜືອໄປຈາກອົກຊີເຈນເນສຕ່າງໆ, ຍັງມີດີໄຮໂດຣເຈນເນສຕ່າງໆທີ່ຮັບຜິດຊອບຕໍ່ການດີໄຮໂດຣເຈນເນຊັນຂອງໄດໄຮໂດຣໄດອໍໂຣມາຕິກ, ເຫຼົ້າ ແລະ ອັນດີໄຮດ໌ ແລະ ການໃຊ້ NAD+/NADP+ ເປັນຕົວຮັບເອເລັກຕຣອນ, ເຊິ່ງເປັນເອນໄຊມ໌ທີ່ສຳຄັນບາງຢ່າງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການເຜົາຜານອາຫານ (Gibson ແລະ Subramanian, 1984; Shaw ແລະ Harayama, 1990; Fahle et al., 2020).
ເອນໄຊມ໌ເຊັ່ນ: ໄຮໂດຣເລສ (ເອສເຕີເຣສ, ອາມິເດສ) ເປັນເອນໄຊມ໌ຊະນິດທີສອງທີ່ສຳຄັນທີ່ໃຊ້ນ້ຳເພື່ອຕັດພັນທະໂຄວາເລນ ແລະ ສະແດງຄວາມຈຳເພາະຂອງຊັ້ນຮອງພື້ນຢ່າງກວ້າງຂວາງ. ຄາບາຣິວ ໄຮໂດຣເລສ ແລະ ໄຮໂດຣເລສອື່ນໆຖືກຖືວ່າເປັນສ່ວນປະກອບຂອງ periplasm (transmembrane) ໃນສະມາຊິກຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣຍແກມລົບ (Kamini et al., 2018). ຄາບາຣິວມີທັງການເຊື່ອມໂຍງຂອງເອມິດ ແລະ ເອສເຕີ; ດັ່ງນັ້ນ, ມັນສາມາດຖືກໄຮໂດຣໄລສ໌ໂດຍເອສເຕີເຣສ ຫຼື ອາມິເດສ ເພື່ອສ້າງ 1-naphthol. ຄາບາຣິວ ໃນເຊື້ອ Rhizobium rhizobium strain AC10023 ແລະ ເຊື້ອ Arthrobacter strain RC100 ໄດ້ຖືກລາຍງານວ່າເຮັດໜ້າທີ່ເປັນເອສເຕີເຣສ ແລະ ອາມິເດສ ຕາມລຳດັບ. ຄາບາຣິວ ໃນເຊື້ອ Arthrobacter strain RC100 ຍັງເຮັດໜ້າທີ່ເປັນອາມິເດສ. RC100 ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າສາມາດໄຮໂດຣໄລຊ໌ຢາຂ້າແມງໄມ້ຊັ້ນ N-methylcarbamate ສີ່ຊະນິດເຊັ່ນ: carbaryl, methomyl, mefenamic acid ແລະ XMC (Hayaatsu et al., 2001). ມີລາຍງານວ່າ CH ໃນ Pseudomonas sp. C5pp ສາມາດເຮັດໜ້າທີ່ກັບ carbaryl (ກິດຈະກຳ 100%) ແລະ 1-naphthyl acetate (ກິດຈະກຳ 36%), ແຕ່ບໍ່ສາມາດເຮັດໜ້າທີ່ກັບ 1-naphthylacetamide ໄດ້, ຊີ້ບອກວ່າມັນເປັນ esterase (Trivedi et al., 2016).
ການສຶກສາທາງຊີວະເຄມີ, ຮູບແບບການຄວບຄຸມເອນໄຊມ໌, ແລະການວິເຄາະທາງພັນທຸກໍາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຍີນການເສື່ອມສະພາບຂອງ naphthalene ປະກອບດ້ວຍສອງຫນ່ວຍຄວບຄຸມທີ່ສາມາດກະຕຸ້ນໄດ້ ຫຼື "operons": nah ("ເສັ້ນທາງຕົ້ນນໍ້າ", ປ່ຽນ naphthalene ເປັນກົດ salicylic) ແລະ sal ("ເສັ້ນທາງລຸ່ມ", ປ່ຽນກົດ salicylic ເປັນເສັ້ນທາງຄາບອນສູນກາງຜ່ານ catechol). ກົດ salicylic ແລະສານທີ່ຄ້າຍຄືກັນຂອງມັນສາມາດເຮັດໜ້າທີ່ເປັນຕົວກະຕຸ້ນ (Shamsuzzaman ແລະ Barnsley, 1974). ໃນເວລາທີ່ມີກລູໂຄສ ຫຼື ກົດອິນຊີ, operon ຈະຖືກສະກັດກັ້ນ. ຮູບທີ 5 ສະແດງໃຫ້ເຫັນການຈັດລຽງທາງພັນທຸກໍາທີ່ສົມບູນຂອງການເສື່ອມສະພາບຂອງ naphthalene (ໃນຮູບແບບ operon). ຫຼາຍໆຮູບແບບ/ຮູບແບບທີ່ມີຊື່ຂອງຍີນ nah (ndo/pah/dox) ໄດ້ຖືກອະທິບາຍ ແລະພົບວ່າມີຄວາມຄ້າຍຄືກັນຂອງລໍາດັບສູງ (90%) ໃນບັນດາຊະນິດ Pseudomonas ທັງໝົດ (Abbasian et al., 2016). ຍີນຂອງເສັ້ນທາງຕົ້ນນໍ້າ naphthalene ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວແມ່ນຖືກຈັດລຽງຕາມລໍາດັບທີ່ເຫັນດີເປັນເອກະພາບດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 5A. ມີລາຍງານວ່າ gene ອີກອັນໜຶ່ງຊື່ວ່າ nahQ ມີສ່ວນຮ່ວມໃນການເຜົາຜານ naphthalene ແລະມັກຈະຕັ້ງຢູ່ລະຫວ່າງ nahC ແລະ nahE, ແຕ່ໜ້າທີ່ຕົວຈິງຂອງມັນຍັງບໍ່ທັນໄດ້ຮັບການອະທິບາຍເທື່ອ. ເຊັ່ນດຽວກັນ, gene nahY, ເຊິ່ງຮັບຜິດຊອບຕໍ່ chemotaxis ທີ່ລະອຽດອ່ອນຕໍ່ naphthalene, ໄດ້ຖືກພົບເຫັນຢູ່ປາຍສຸດຂອງ nah operon ໃນບາງສະມາຊິກ. ໃນ Ralstonia sp., gene U2 ທີ່ເຂົ້າລະຫັດ glutathione S-transferase (gsh) ໄດ້ຖືກພົບເຫັນວ່າຕັ້ງຢູ່ລະຫວ່າງ nahAa ແລະ nahAb ແຕ່ບໍ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ລັກສະນະການນຳໃຊ້ naphthalene (Zylstra et al., 1997).
ຮູບທີ 5. ການຈັດລຽງທາງພັນທຸກໍາ ແລະ ຄວາມຫຼາກຫຼາຍທີ່ສັງເກດເຫັນໃນລະຫວ່າງການເສື່ອມສະພາບຂອງ naphthalene ໃນບັນດາຊະນິດພັນແບັກທີເຣຍ; (A) ເສັ້ນທາງ naphthalene ເທິງ, ການເຜົາຜານຂອງ naphthalene ໄປສູ່ກົດ salicylic; (B) ເສັ້ນທາງ naphthalene ລຸ່ມ, ກົດ salicylic ຜ່ານ catechol ໄປຫາເສັ້ນທາງຄາບອນກາງ; (C) ກົດ salicylic ຜ່ານ gentisate ໄປຫາເສັ້ນທາງຄາບອນກາງ.
“ເສັ້ນທາງລຸ່ມ” (sal operon) ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວປະກອບດ້ວຍ nahGTHINLMOKJ ແລະປ່ຽນ salicylate ໄປເປັນ pyruvate ແລະ acetaldehyde ຜ່ານເສັ້ນທາງການຕັດ catechol metaring. gene nahG (ເຂົ້າລະຫັດ salicylate hydroxylase) ຖືກພົບວ່າຖືກອະນຸລັກໄວ້ຢູ່ປາຍສຸດຂອງ operon (ຮູບທີ 5B). ເມື່ອປຽບທຽບກັບສາຍພັນທີ່ເສື່ອມສະພາບ naphthalene ອື່ນໆ, ໃນ P. putida CSV86, nah ແລະ sal operons ແມ່ນ tandem ແລະກ່ຽວຂ້ອງກັນຢ່າງໃກ້ຊິດ (ປະມານ 7.5 kb). ໃນເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ Gram-negative ບາງຊະນິດ, ເຊັ່ນ Ralstonia sp. U2, Polaromonas naphthalenivorans CJ2, ແລະ P. putida AK5, naphthalene ຖືກ metabolized ເປັນ metabolite ຄາບອນສູນກາງຜ່ານເສັ້ນທາງ gentisate (ໃນຮູບແບບຂອງ sgp/nag operon). ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, ກ່ອງພັນທຸກໍາຈະຖືກສະແດງຢູ່ໃນຮູບແບບ nagAaGHAbAcAdBFCQEDJI, ບ່ອນທີ່ nagR (ເຂົ້າລະຫັດຕົວຄວບຄຸມປະເພດ LysR) ຕັ້ງຢູ່ສົ້ນເທິງ (ຮູບທີ 5C).
ຄາບາຣິວເຂົ້າສູ່ວົງຈອນຄາບອນສູນກາງຜ່ານການເຜົາຜານອາຫານຂອງ 1-ແນບທອລ, 1,2-ໄດໄຮດຣອກຊີແນບຟທາລີນ, ກົດຊາລີຊີລິກ, ແລະ ກົດເຈນຕິຊິກ (ຮູບທີ 3). ອີງຕາມການສຶກສາທາງພັນທຸກໍາ ແລະ ການເຜົາຜານອາຫານ, ມັນໄດ້ຖືກສະເໜີໃຫ້ແບ່ງເສັ້ນທາງນີ້ອອກເປັນ "ຕົ້ນນ້ຳ" (ການປ່ຽນຄາບາຣິວໄປເປັນກົດຊາລີຊີລິກ), "ກາງ" (ການປ່ຽນກົດຊາລີຊີລິກໄປເປັນກົດເຈນຕິຊິກ), ແລະ "ລຸ່ມນ້ຳ" (ການປ່ຽນກົດເຈນຕິຊິກໄປເປັນຕົວກາງຂອງເສັ້ນທາງຄາບອນສູນກາງ) (Singh et al., 2013). ການວິເຄາະທາງຈີໂນມຂອງ C5pp (supercontig A, 76.3 kb) ໄດ້ເປີດເຜີຍວ່າ gene mcbACBDEF ມີສ່ວນຮ່ວມໃນການປ່ຽນ carbaryl ໄປເປັນ salicylic acid, ຕາມດ້ວຍ mcbIJKL ໃນການປ່ຽນ salicylic acid ໄປເປັນ gentisic acid, ແລະ mcbOQP ໃນການປ່ຽນ gentisic acid ໄປເປັນຕົວກາງຄາບອນກາງ (fumarate ແລະ pyruvate, Trivedi et al., 2016) (ຮູບທີ 6).
ມີລາຍງານວ່າເອນໄຊມ໌ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການເສື່ອມສະພາບຂອງໄຮໂດຄາບອນອາໂຣມາຕິກ (ລວມທັງ naphthalene ແລະ salicylic acid) ສາມາດຖືກກະຕຸ້ນໂດຍສານປະກອບທີ່ສອດຄ້ອງກັນ ແລະ ຖືກຍັບຍັ້ງໂດຍແຫຼ່ງຄາບອນງ່າຍໆເຊັ່ນ: ນ້ຳຕານກລູໂຄສ ຫຼື ກົດອິນຊີ (Shingler, 2003; Phale et al., 2019, 2020). ໃນບັນດາເສັ້ນທາງການເຜົາຜານອາຫານຕ່າງໆຂອງ naphthalene ແລະ ອະນຸພັນຂອງມັນ, ລັກສະນະການຄວບຄຸມຂອງ naphthalene ແລະ carbaryl ໄດ້ຖືກສຶກສາໃນລະດັບໜຶ່ງ. ສຳລັບ naphthalene, gene ທັງໃນເສັ້ນທາງຕົ້ນນ້ຳ ແລະ ລຸ່ມນ້ຳແມ່ນຖືກຄວບຄຸມໂດຍ NahR, ເຊິ່ງເປັນຕົວຄວບຄຸມການກະທຳທາງບວກຂອງ LysR. ມັນຈຳເປັນສຳລັບການກະຕຸ້ນຂອງ gene nah ໂດຍ salicylic acid ແລະ ການສະແດງອອກໃນລະດັບສູງຕໍ່ມາຂອງມັນ (Yen ແລະ Gunsalus, 1982). ນອກຈາກນັ້ນ, ການສຶກສາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ integrative host factor (IHF) ແລະ XylR (sigma 54-dependent transcriptional regulator) ຍັງມີຄວາມສຳຄັນຕໍ່ການກະຕຸ້ນ transcriptional ຂອງ gene ໃນການເຜົາຜານອາຫານຂອງ naphthalene (Ramos et al., 1997). ການສຶກສາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ enzymes ຂອງເສັ້ນທາງການເປີດ catechol meta-ring, ຄື catechol 2,3-dioxygenase, ຖືກກະຕຸ້ນໃນເວລາທີ່ມີ naphthalene ແລະ/ຫຼື salicylic acid (Basu et al., 2006). ການສຶກສາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ enzymes ຂອງເສັ້ນທາງການເປີດ catechol ortho-ring, ຄື catechol 1,2-dioxygenase, ຖືກກະຕຸ້ນໃນເວລາທີ່ມີ benzoic acid ແລະ cis,cis-muconate (Parsek et al., 1994; Tover et al., 2001).
ໃນສາຍພັນ C5pp, ຫ້າ gene, mcbG, mcbH, mcbN, mcbR ແລະ mcbS, ເຂົ້າລະຫັດຕົວຄວບຄຸມທີ່ຢູ່ໃນຄອບຄົວ LysR/TetR ຂອງຕົວຄວບຄຸມການຖອດລະຫັດທີ່ຮັບຜິດຊອບໃນການຄວບຄຸມການເຊື່ອມໂຊມຂອງ carbaryl. gene homologous mcbG ຖືກພົບວ່າມີຄວາມກ່ຽວຂ້ອງຢ່າງໃກ້ຊິດທີ່ສຸດກັບຕົວຄວບຄຸມປະເພດ LysR PhnS (ຄວາມຄ້າຍຄືກັນຂອງກົດອະມິໂນ 58%) ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການເຜົາຜານ phenanthrene ໃນ Burkholderia RP00725 (Trivedi et al., 2016). gene mcbH ຖືກພົບວ່າມີສ່ວນຮ່ວມໃນເສັ້ນທາງກາງ (ການປ່ຽນກົດ salicylic ເປັນກົດ gentisic) ແລະຢູ່ໃນຕົວຄວບຄຸມການຖອດລະຫັດປະເພດ LysR NagR/DntR/NahR ໃນ Pseudomonas ແລະ Burkholderia. ສະມາຊິກຂອງຄອບຄົວນີ້ໄດ້ຖືກລາຍງານວ່າຮັບຮູ້ກົດ salicylic ເປັນໂມເລກຸນ effector ສະເພາະສຳລັບການກະຕຸ້ນຂອງ gene ການເຊື່ອມໂຊມ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ສາມພັນທຸກໍາຄື mcbN, mcbR ແລະ mcbS, ເຊິ່ງເປັນຂອງຕົວຄວບຄຸມການຖອດລະຫັດປະເພດ LysR ແລະ TetR, ໄດ້ຖືກລະບຸຢູ່ໃນເສັ້ນທາງລຸ່ມ (ສານເມຕາໂບໄລທ໌ເສັ້ນທາງຄາບອນສູນກາງຂອງ gentisate).
ໃນໂປຣແຄຣິໂອດ, ຂະບວນການໂອນຍ້າຍພັນທຸກໍາອອກຕາມແນວນອນ (ການໄດ້ມາ, ການແລກປ່ຽນ, ຫຼື ການໂອນ) ຜ່ານພລາສມິດ, ທຣານສະໂພຊອນ, ໂປຣຟາຈ, ເກາະຈີໂນມ, ແລະ ອົງປະກອບປະສົມປະສົມປະສານ (ICE) ແມ່ນສາເຫດຕົ້ນຕໍຂອງຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໃນຈີໂນມຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣຍ, ເຊິ່ງນໍາໄປສູ່ການໄດ້ຮັບ ຫຼື ການສູນເສຍໜ້າທີ່/ລັກສະນະສະເພາະ. ມັນຊ່ວຍໃຫ້ເຊື້ອແບັກທີເຣຍສາມາດປັບຕົວເຂົ້າກັບສະພາບແວດລ້ອມທີ່ແຕກຕ່າງກັນໄດ້ຢ່າງວ່ອງໄວ, ສະໜອງຜົນປະໂຫຍດດ້ານການເຜົາຜານອາຫານທີ່ປັບຕົວໄດ້ແກ່ເຈົ້າພາບ, ເຊັ່ນ: ການເສື່ອມສະພາບຂອງສານປະກອບອາໂຣມາຕິກ. ການປ່ຽນແປງທາງເມຕາໂບລິກມັກຈະບັນລຸໄດ້ຜ່ານການປັບແຕ່ງໂອເປີຣອນທີ່ເສື່ອມສະພາບ, ກົນໄກການຄວບຄຸມຂອງມັນ, ແລະ ຄວາມຈຳເພາະຂອງເອນໄຊມ໌, ເຊິ່ງອໍານວຍຄວາມສະດວກໃຫ້ແກ່ການເສື່ອມສະພາບຂອງສານປະກອບອາໂຣມາຕິກທີ່ຫຼາກຫຼາຍ (Nojiri et al., 2004; Phale et al., 2019, 2020). ແຄັດສເຊັດພັນທຸກໍາສໍາລັບການເສື່ອມສະພາບຂອງແນບຟທາລີນໄດ້ຖືກພົບເຫັນວ່າຕັ້ງຢູ່ໃນອົງປະກອບເຄື່ອນທີ່ຫຼາກຫຼາຍເຊັ່ນ: ພລາສມິດ (ປະສົມ ແລະ ບໍ່ປະສົມ), ທຣານສະໂພຊອນ, ຈີໂນມ, ICE, ແລະ ການລວມກັນຂອງຊະນິດເຊື້ອແບັກທີເຣຍທີ່ແຕກຕ່າງກັນ (ຮູບທີ 5). ໃນ Pseudomonas G7, ໂອເປີຣອນ nah ແລະ sal ຂອງ plasmid NAH7 ຖືກຖອດລະຫັດໃນທິດທາງດຽວກັນ ແລະ ເປັນສ່ວນໜຶ່ງຂອງ transposon ທີ່ມີຂໍ້ບົກພ່ອງທີ່ຕ້ອງການ transposase Tn4653 ສຳລັບການລະດົມ (Sota et al., 2006). ໃນເຊື້ອ Pseudomonas NCIB9816-4, gene ໄດ້ຖືກພົບເຫັນຢູ່ໃນ plasmid conjugative pDTG1 ເປັນສອງໂອເປີຣອນ (ຫ່າງກັນປະມານ 15 kb) ທີ່ຖືກຖອດລະຫັດໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມ (Dennis ແລະ Zylstra, 2004). ໃນເຊື້ອ Pseudomonas putida AK5, plasmid ທີ່ບໍ່ເຊື່ອມ pAK5 ເຂົ້າລະຫັດ enzyme ທີ່ຮັບຜິດຊອບຕໍ່ການເສື່ອມສະພາບຂອງ naphthalene ຜ່ານເສັ້ນທາງ gentisate (Izmalkova et al., 2013). ໃນເຊື້ອ Pseudomonas PMD-1, nah operon ຕັ້ງຢູ່ເທິງໂຄໂມໂຊມ, ໃນຂະນະທີ່ sal operon ຕັ້ງຢູ່ເທິງ plasmid ປະສົມ pMWD-1 (Zuniga et al., 1981). ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໃນ Pseudomonas stutzeri AN10, ຍີນການເສື່ອມສະພາບ naphthalene ທັງໝົດ (nah ແລະ sal operons) ຕັ້ງຢູ່ເທິງໂຄໂມໂຊມ ແລະ ສົມມຸດວ່າຖືກດຶງດູດຜ່ານເຫດການ transposition, recombination, ແລະ rearrangement (Bosch et al., 2000). ໃນ Pseudomonas sp. CSV86, nah ແລະ sal operons ຕັ້ງຢູ່ໃນຈີໂນມໃນຮູບແບບຂອງ ICE (ICECSV86). ໂຄງສ້າງດັ່ງກ່າວໄດ້ຮັບການປົກປ້ອງໂດຍ tRNAGly ຕາມດ້ວຍການເຮັດຊ້ຳໂດຍກົງທີ່ຊີ້ບອກເຖິງສະຖານທີ່ລວມຕົວ/ຕິດພັນ (attR ແລະ attL) ແລະ integrase ທີ່ຄ້າຍຄື phage ຕັ້ງຢູ່ທັງສອງສົ້ນຂອງ tRNAGly, ດັ່ງນັ້ນໂຄງສ້າງຈຶ່ງຄ້າຍຄືກັນກັບອົງປະກອບ ICEclc (ICEclcB13 ໃນ Pseudomonas knackmusii ສຳລັບການເສື່ອມສະພາບຂອງ chlorocatechol). ມີລາຍງານວ່າ gene ໃນ ICE ສາມາດໂອນໄດ້ໂດຍການ conjugation ດ້ວຍຄວາມຖີ່ຂອງການຖ່າຍໂອນທີ່ຕໍ່າຫຼາຍ (10-8), ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງໂອນຄຸນສົມບັດການເສື່ອມສະພາບໄປຫາຜູ້ຮັບ (Basu ແລະ Phale, 2008; Phale et al., 2019).
ສ່ວນໃຫຍ່ຂອງຍີນທີ່ຮັບຜິດຊອບຕໍ່ການເສື່ອມສະພາບຂອງ carbaryl ແມ່ນຕັ້ງຢູ່ເທິງ plasmids. Arthrobacter sp. RC100 ປະກອບດ້ວຍສາມ plasmids (pRC1, pRC2 ແລະ pRC300) ເຊິ່ງສອງ plasmids ປະສົມ, pRC1 ແລະ pRC2, ເຂົ້າລະຫັດ enzymes ທີ່ປ່ຽນ carbaryl ໄປເປັນ gentisate. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, enzymes ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການປ່ຽນ gentisate ໄປເປັນ metabolites ຄາບອນສູນກາງແມ່ນຕັ້ງຢູ່ເທິງໂຄໂມໂຊມ (Hayaatsu et al., 1999). ແບັກທີເຣຍຂອງສະກຸນ Rhizobium. สายพันธุ์ AC100, ທີ່ໃຊ້ສໍາລັບການປ່ຽນ carbaryl ໄປເປັນ 1-naphthol, ປະກອບດ້ວຍ plasmid pAC200, ເຊິ່ງມີຍີນ cehA ທີ່ເຂົ້າລະຫັດ CH ເປັນສ່ວນໜຶ່ງຂອງ transposon Tnceh ລ້ອມຮອບດ້ວຍລໍາດັບຄ້າຍຄືອົງປະກອບການແຊກ (istA ແລະ istB) (Hashimoto et al., 2002). ໃນເຊື້ອ Sphingomonas CF06, ເຊື້ອພັນທຸກໍາການເສື່ອມສະພາບຂອງ carbaryl ເຊື່ອກັນວ່າມີຢູ່ໃນຫ້າ plasmids: pCF01, pCF02, pCF03, pCF04, ແລະ pCF05. ຄວາມຄ້າຍຄືກັນຂອງ DNA ຂອງ plasmids ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນສູງ, ຊີ້ບອກເຖິງການມີຢູ່ຂອງເຫດການຊໍ້າຊ້ອນຂອງ gene (Feng et al., 1997). ໃນ symbiont ທີ່ເສື່ອມສະພາບຂອງ carbaryl ທີ່ປະກອບດ້ວຍສອງຊະນິດ Pseudomonas, ເຊື້ອພັນ 50581 ປະກອບດ້ວຍ plasmid conjugative pCD1 (50 kb) ທີ່ເຂົ້າລະຫັດ gene mcd carbaryl hydrolase, ໃນຂະນະທີ່ plasmid conjugative ໃນເຊື້ອພັນ 50552 ເຂົ້າລະຫັດ enzyme ທີ່ເສື່ອມສະພາບ 1-naphthol (Chapalamadugu ແລະ Chaudhry, 1991). ໃນເຊື້ອ Achromobacter WM111, ເຊື້ອພັນທຸກໍາ mcd furadan hydrolase ຕັ້ງຢູ່ເທິງ plasmid 100 kb (pPDL11). ພັນທຸກຳນີ້ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າມີຢູ່ໃນພລາສມິດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ (100, 105, 115 ຫຼື 124 kb) ໃນເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ແຕກຕ່າງກັນຈາກພາກພື້ນທາງພູມສາດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ (Parekh et al., 1995). ໃນ Pseudomonas sp. C5pp, ພັນທຸກຳທັງໝົດທີ່ຮັບຜິດຊອບຕໍ່ການເສື່ອມສະພາບຂອງ carbaryl ແມ່ນຕັ້ງຢູ່ໃນຈີໂນມທີ່ມີຂະໜາດ 76.3 kb ຂອງລຳດັບ (Trivedi et al., 2016). ການວິເຄາະຈີໂນມ (6.15 Mb) ໄດ້ເປີດເຜີຍການມີຢູ່ຂອງ 42 MGEs ແລະ 36 GEIs, ໃນນັ້ນ 17 MGEs ຕັ້ງຢູ່ໃນ supercontig A (76.3 kb) ທີ່ມີປະລິມານ G+C ສະເລ່ຍທີ່ບໍ່ສະເໝີພາບ (54–60 mol%), ຊີ້ບອກເຖິງເຫດການການໂອນພັນທຸກຳອອກຕາມແນວນອນທີ່ເປັນໄປໄດ້ (Trivedi et al., 2016). P. putida XWY-1 ສະແດງໃຫ້ເຫັນການຈັດລຽງທີ່ຄ້າຍຄືກັນຂອງພັນທຸກຳທີ່ເສື່ອມສະພາບຂອງ carbaryl, ແຕ່ພັນທຸກຳເຫຼົ່ານີ້ຕັ້ງຢູ່ເທິງພລາສມິດ (Zhu et al., 2019).
ນອກເໜືອໄປຈາກປະສິດທິພາບໃນການເຜົາຜານອາຫານໃນລະດັບຊີວະເຄມີ ແລະ ຈີໂນມແລ້ວ, ຈຸລິນຊີຍັງສະແດງຄຸນສົມບັດ ຫຼື ການຕອບສະໜອງອື່ນໆເຊັ່ນ: ເຄມີໂມແທັກຊິສ, ຄຸນສົມບັດການດັດແປງໜ້າຜິວຂອງເຊວ, ການແບ່ງສ່ວນ, ການນຳໃຊ້ແບບພິເສດ, ການຜະລິດສານຊີວະພາບ, ແລະອື່ນໆ, ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ພວກມັນເຜົາຜານສານມົນລະພິດທີ່ມີກິ່ນຫອມໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ປົນເປື້ອນ (ຮູບທີ 7).
ຮູບທີ 7. ຍຸດທະສາດການຕອບສະໜອງຂອງເຊວທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ຍ່ອຍສະຫຼາຍໄຮໂດຄາບອນອາໂຣມາຕິກທີ່ເໝາະສົມສຳລັບການຍ່ອຍສະຫຼາຍທາງຊີວະພາບຢ່າງມີປະສິດທິພາບຂອງສານປະກອບມົນລະພິດຕ່າງປະເທດ.
ການຕອບສະໜອງທາງເຄມີຖືກຖືວ່າເປັນປັດໄຈທີ່ເສີມຂະຫຍາຍການເຊື່ອມໂຊມຂອງມົນລະພິດອິນຊີໃນລະບົບນິເວດທີ່ມີມົນລະພິດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. (2002) ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ chemotaxis ຂອງ Pseudomonas sp. G7 ໄປສູ່ naphthalene ເພີ່ມອັດຕາການເຊື່ອມໂຊມຂອງ naphthalene ໃນລະບົບນ້ຳ. ເຊື້ອພັນທຳມະຊາດ G7 ໄດ້ເຊື່ອມໂຊມ naphthalene ໄວກ່ວາເຊື້ອພັນກາຍພັນທີ່ຂາດ chemotaxis. ໂປຣຕີນ NahY (ກົດອະມິໂນ 538 ທີ່ມີໂຄງສ້າງເຍື່ອຫຸ້ມເຊລ) ຖືກພົບວ່າຖືກຄັດລອກຮ່ວມກັບຍີນເສັ້ນທາງ metacleavage ໃນ plasmid NAH7, ແລະເຊັ່ນດຽວກັບຕົວປ່ຽນ chemotaxis, ໂປຣຕີນນີ້ເບິ່ງຄືວ່າເຮັດໜ້າທີ່ເປັນ chemoreceptor ສຳລັບການເຊື່ອມໂຊມ naphthalene (Grimm ແລະ Harwood 1997). ການສຶກສາອີກອັນໜຶ່ງໂດຍ Hansel et al. (2009) ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໂປຣຕີນແມ່ນ chemotactic, ແຕ່ອັດຕາການເຊື່ອມໂຊມຂອງມັນສູງ. (2011) ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການຕອບສະໜອງທາງເຄມີຂອງ Pseudomonas (P. putida) ຕໍ່ກັບ naphthalene ທີ່ເປັນອາຍແກັສ, ເຊິ່ງການແຜ່ກະຈາຍຂອງໄລຍະອາຍແກັສເຮັດໃຫ້ naphthalene ໄຫຼເຂົ້າສູ່ຈຸລັງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ເຊິ່ງຄວບຄຸມການຕອບສະໜອງທາງເຄມີຂອງຈຸລັງ. ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ນຳໃຊ້ພຶດຕິກຳທາງເຄມີນີ້ເພື່ອວິສະວະກຳຈຸລິນຊີທີ່ຈະເພີ່ມອັດຕາການເສື່ອມສະພາບ. ການສຶກສາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເສັ້ນທາງການຮັບຮູ້ທາງເຄມີຍັງຄວບຄຸມໜ້າທີ່ຂອງຈຸລັງອື່ນໆເຊັ່ນ: ການແບ່ງຈຸລັງ, ການຄວບຄຸມວົງຈອນຂອງຈຸລັງ, ແລະການສ້າງຊີວະພາບ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຊ່ວຍຄວບຄຸມອັດຕາການເສື່ອມສະພາບ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການນຳໃຊ້ຄຸນສົມບັດນີ້ (chemotaxis) ສຳລັບການເສື່ອມສະພາບທີ່ມີປະສິດທິພາບແມ່ນຖືກຂັດຂວາງໂດຍບັນຫາຫຼາຍຢ່າງ. ອຸປະສັກຫຼັກແມ່ນ: (ກ) ຕົວຮັບ paralogous ທີ່ແຕກຕ່າງກັນຮັບຮູ້ສານປະກອບ/ລີກັນດຽວກັນ; (ຂ) ການມີຕົວຮັບທາງເລືອກ, ເຊັ່ນ: ພະລັງງານ tropism; (ຄ) ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງລຳດັບທີ່ສຳຄັນໃນໂດເມນການຮັບຮູ້ຂອງຄອບຄົວຕົວຮັບດຽວກັນ; ແລະ (ງ) ການຂາດຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບໂປຣຕີນເຊັນເຊີຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣຍທີ່ສຳຄັນ (Ortega et al., 2017; Martin-Mora et al., 2018). ບາງຄັ້ງ, ການຍ່ອຍສະຫຼາຍທາງຊີວະພາບຂອງໄຮໂດຄາບອນອາໂຣມາຕິກຜະລິດສານເມຕາໂບໄລ/ຕົວກາງຫຼາຍຊະນິດ, ເຊິ່ງອາດຈະເປັນສານເຄມີສຳລັບກຸ່ມເຊື້ອແບັກທີເຣຍກຸ່ມໜຶ່ງ ແຕ່ເປັນຕົວທີ່ໜ້າລັງກຽດສຳລັບກຸ່ມອື່ນໆ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຂະບວນການສັບສົນຍິ່ງຂຶ້ນ. ເພື່ອກຳນົດປະຕິກິລິຍາຂອງລີກັນ (ໄຮໂດຄາບອນອາໂຣມາຕິກ) ກັບຕົວຮັບສານເຄມີ, ພວກເຮົາໄດ້ສ້າງໂປຣຕີນເຊັນເຊີປະສົມ (PcaY, McfR, ແລະ NahY) ໂດຍການລວມໂດເມນເຊັນເຊີ ແລະ ສັນຍານຂອງ Pseudomonas putida ແລະ Escherichia coli, ເຊິ່ງແນໃສ່ຕົວຮັບສຳລັບກົດອາໂຣມາຕິກ, ຕົວກາງ TCA, ແລະ naphthalene, ຕາມລຳດັບ (Luu et al., 2019).
ພາຍໃຕ້ອິດທິພົນຂອງ naphthalene ແລະ polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) ອື່ນໆ, ໂຄງສ້າງຂອງເຍື່ອຫຸ້ມເຊລແບັກທີເຣຍ ແລະ ຄວາມສົມບູນຂອງຈຸລິນຊີຈະມີການປ່ຽນແປງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ການສຶກສາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ naphthalene ແຊກແຊງການພົວພັນຂອງລະບົບຕ່ອງໂສ້ acyl ຜ່ານການພົວພັນ hydrophobic, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເພີ່ມການໃຄ່ບວມ ແລະ ຄວາມລື່ນໄຫຼຂອງເຍື່ອຫຸ້ມເຊລ (Sikkema et al., 1995). ເພື່ອຕ້ານກັບຜົນກະທົບທີ່ເປັນອັນຕະລາຍນີ້, ເຊື້ອແບັກທີເຣຍຄວບຄຸມຄວາມລື່ນໄຫຼຂອງເຍື່ອຫຸ້ມເຊລໂດຍການປ່ຽນອັດຕາສ່ວນ ແລະ ສ່ວນປະກອບຂອງກົດໄຂມັນລະຫວ່າງກົດໄຂມັນລະບົບຕ່ອງໂສ້ສາຂາ iso/anteiso ແລະ isomerizing ກົດໄຂມັນ cis-unsaturated ເປັນ trans-isomers ທີ່ສອດຄ້ອງກັນ (Heipieper ແລະ de Bont, 1994). ໃນ Pseudomonas stutzeri ທີ່ປູກດ້ວຍການປິ່ນປົວດ້ວຍ naphthalene, ອັດຕາສ່ວນກົດໄຂມັນອີ່ມຕົວຫາບໍ່ອີ່ມຕົວເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 1.1 ເປັນ 2.1, ໃນຂະນະທີ່ໃນ Pseudomonas JS150 ອັດຕາສ່ວນນີ້ເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 7.5 ເປັນ 12.0 (Mrozik et al., 2004). ເມື່ອເຕີບໃຫຍ່ໃນ naphthalene, ຈຸລັງ Achromobacter KAs 3–5 ສະແດງໃຫ້ເຫັນການລວມຕົວຂອງຈຸລັງອ້ອມຮອບຜລຶກ naphthalene ແລະການຫຼຸດລົງຂອງປະຈຸໄຟຟ້າໜ້າຜິວຈຸລັງ (ຈາກ -22.5 ຫາ -2.5 mV) ພ້ອມກັບການລວມຕົວຂອງ cytoplasmic ແລະ vacuolization, ຊີ້ບອກເຖິງການປ່ຽນແປງໃນໂຄງສ້າງຈຸລັງ ແລະ ຄຸນສົມບັດໜ້າຜິວຈຸລັງ (Mohapatra et al., 2019). ເຖິງແມ່ນວ່າການປ່ຽນແປງຂອງຈຸລັງ/ໜ້າຜິວກ່ຽວຂ້ອງໂດຍກົງກັບການດູດຊຶມສານມົນລະພິດທີ່ມີກິ່ນຫອມທີ່ດີຂຶ້ນ, ຍຸດທະສາດວິສະວະກຳຊີວະພາບທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຍັງບໍ່ທັນໄດ້ຮັບການປັບປຸງຢ່າງລະອຽດ. ການຈັດການຮູບຮ່າງຂອງຈຸລັງບໍ່ຄ່ອຍໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບຂະບວນການທາງຊີວະພາບ (Volke ແລະ Nikel, 2018). ການລຶບ gene ທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ການແບ່ງຈຸລັງເຮັດໃຫ້ເກີດການປ່ຽນແປງຮູບຮ່າງຂອງຈຸລັງ. ການລຶບ gene ທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ການແບ່ງຈຸລັງເຮັດໃຫ້ເກີດການປ່ຽນແປງຮູບຮ່າງຂອງຈຸລັງ. ໃນ Bacillus subtilis, ໂປຣຕີນ septum ຂອງຈຸລັງ SepF ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າມີສ່ວນຮ່ວມໃນການສ້າງ septum ແລະ ຈໍາເປັນສໍາລັບຂັ້ນຕອນຕໍ່ໄປຂອງການແບ່ງຈຸລັງ, ແຕ່ມັນບໍ່ແມ່ນ gene ທີ່ສໍາຄັນ. ການລຶບລ້າງພັນທຸກໍາທີ່ເຂົ້າລະຫັດ peptide glycan hydrolases ໃນ Bacillus subtilis ເຮັດໃຫ້ຈຸລັງຍືດຕົວ, ອັດຕາການເຕີບໂຕຈໍາເພາະເພີ່ມຂຶ້ນ, ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການຜະລິດເອນໄຊທີ່ດີຂຶ້ນ (Cui et al., 2018).
ການແບ່ງສ່ວນຂອງເສັ້ນທາງການເສື່ອມສະພາບຂອງ carbaryl ໄດ້ຖືກສະເໜີເພື່ອໃຫ້ບັນລຸການເສື່ອມສະພາບທີ່ມີປະສິດທິພາບຂອງເຊື້ອ Pseudomonas C5pp ແລະ C7 (Kamini et al., 2018). ມີການສະເໜີວ່າ carbaryl ຖືກຂົນສົ່ງເຂົ້າໄປໃນຊ່ອງ periplasmic ຜ່ານ septum ເຍື່ອຫຸ້ມນອກ ແລະ/ຫຼື ຜ່ານ porins ທີ່ແຜ່ກະຈາຍ. CH ແມ່ນ enzyme periplasmic ທີ່ເລັ່ງການ hydrolysis ຂອງ carbaryl ໄປສູ່ 1-naphthol, ເຊິ່ງມີຄວາມໝັ້ນຄົງກວ່າ, hydrophobic ຫຼາຍກວ່າ ແລະ ເປັນພິດຫຼາຍກວ່າ. CH ຕັ້ງຢູ່ໃນ periplasm ແລະ ມີຄວາມຜູກພັນຕ່ຳສຳລັບ carbaryl, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຄວບຄຸມການສ້າງ 1-naphthol, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງປ້ອງກັນການສະສົມຂອງມັນໃນຈຸລັງ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເປັນພິດຂອງມັນຕໍ່ຈຸລັງ (Kamini et al., 2018). 1-naphthol ທີ່ໄດ້ຮັບແມ່ນຂົນສົ່ງເຂົ້າໄປໃນ cytoplasm ຜ່ານເຍື່ອຫຸ້ມພາຍໃນໂດຍການແບ່ງສ່ວນ ແລະ/ຫຼື ການແຜ່ກະຈາຍ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຖືກ hydroxylated ເປັນ 1,2-dihydroxynaphthalene ໂດຍ enzyme ທີ່ມີຄວາມຜູກພັນສູງ 1NH ສຳລັບການເຜົາຜານອາຫານຕື່ມອີກໃນເສັ້ນທາງຄາບອນກາງ.
ເຖິງແມ່ນວ່າຈຸລິນຊີມີຄວາມສາມາດໃນການທາງພັນທຸກໍາ ແລະ ການເຜົາຜານອາຫານເພື່ອທໍາລາຍແຫຼ່ງຄາບອນທີ່ມາຈາກສິ່ງມີຊີວິດອື່ນ, ແຕ່ໂຄງສ້າງລໍາດັບຊັ້ນຂອງການນໍາໃຊ້ຂອງມັນ (ເຊັ່ນ: ການນໍາໃຊ້ແຫຼ່ງຄາບອນທີ່ງ່າຍດາຍຫຼາຍກວ່າແຫຼ່ງຄາບອນທີ່ສັບສົນ) ເປັນອຸປະສັກອັນໃຫຍ່ຫຼວງຕໍ່ການຍ່ອຍສະຫຼາຍທາງຊີວະພາບ. ການມີຢູ່ ແລະ ການນໍາໃຊ້ແຫຼ່ງຄາບອນທີ່ງ່າຍດາຍຈະຫຼຸດຜ່ອນການລວມຕົວຂອງຍີນທີ່ເຂົ້າລະຫັດເອນໄຊມ໌ທີ່ທໍາລາຍແຫຼ່ງຄາບອນທີ່ສັບສົນ/ບໍ່ຕ້ອງການເຊັ່ນ PAHs. ຕົວຢ່າງທີ່ໄດ້ຮັບການສຶກສາຢ່າງດີແມ່ນວ່າເມື່ອ glucose ແລະ lactose ຖືກປ້ອນເຂົ້າກັບ Escherichia coli, glucose ຈະຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບຫຼາຍກ່ວາ lactose (Jacob ແລະ Monod, 1965). Pseudomonas ໄດ້ຖືກລາຍງານວ່າເຮັດໃຫ້ PAHs ແລະ ທາດປະສົມທີ່ມາຈາກສິ່ງມີຊີວິດອື່ນຫຼາກຫຼາຍຊະນິດເສື່ອມສະພາບເປັນແຫຼ່ງຄາບອນ. ລໍາດັບຊັ້ນຂອງການນໍາໃຊ້ແຫຼ່ງຄາບອນໃນ Pseudomonas ແມ່ນກົດອິນຊີ > glucose > ທາດປະສົມອາໂຣມາຕິກ (Hylemon ແລະ Phibbs, 1972; Collier et al., 1996). ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມີຂໍ້ຍົກເວັ້ນ. ສິ່ງທີ່ໜ້າສົນໃຈແມ່ນ Pseudomonas sp. CSV86 ສະແດງໃຫ້ເຫັນໂຄງສ້າງລຳດັບຊັ້ນທີ່ເປັນເອກະລັກສະເພາະທີ່ນຳໃຊ້ໄຮໂດຄາບອນອາໂຣມາຕິກ (ກົດເບນໂຊອິກ, ແນບຟທາລີນ, ແລະອື່ນໆ) ແທນທີ່ຈະເປັນນ້ຳຕານກລູໂຄສ ແລະ ຮ່ວມເຜົາຜານໄຮໂດຄາບອນອາໂຣມາຕິກກັບກົດອິນຊີ (Basu et al., 2006). ໃນແບັກທີເຣຍນີ້, ພັນທຸກຳສຳລັບການເຊື່ອມໂຊມ ແລະ ການຂົນສົ່ງໄຮໂດຄາບອນອາໂຣມາຕິກບໍ່ໄດ້ຖືກຫຼຸດລົງເຖິງແມ່ນວ່າຈະມີແຫຼ່ງຄາບອນທີສອງເຊັ່ນ: ນ້ຳຕານກລູໂຄສ ຫຼື ກົດອິນຊີ. ເມື່ອປູກໃນນ້ຳຕານກລູໂຄສ ແລະ ໄຮໂດຄາບອນອາໂຣມາຕິກ, ມັນໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນວ່າພັນທຸກຳສຳລັບການຂົນສົ່ງ ແລະ ການເຜົາຜານນ້ຳຕານກລູໂຄສໄດ້ຖືກຫຼຸດລົງ, ໄຮໂດຄາບອນອາໂຣມາຕິກຖືກນຳໃຊ້ໃນໄລຍະ log ທຳອິດ, ແລະ ນ້ຳຕານກລູໂຄສຖືກນຳໃຊ້ໃນໄລຍະ log ທີສອງ (Basu et al., 2006; Choudhary et al., 2017). ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ການມີກົດອິນຊີບໍ່ໄດ້ສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການສະແດງອອກຂອງການເຜົາຜານໄຮໂດຄາບອນອາໂຣມາຕິກ, ສະນັ້ນແບັກທີເຣຍນີ້ຄາດວ່າຈະເປັນເຊື້ອພັນທີ່ມີທ່າແຮງສຳລັບການສຶກສາການເຊື່ອມໂຊມທາງຊີວະພາບ (Phale et al., 2020).
ເປັນທີ່ຮູ້ກັນດີວ່າການຫັນປ່ຽນທາງຊີວະພາບຂອງໄຮໂດຄາບອນສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນທາງອົກຊີເດຊັນ ແລະ ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງເອນໄຊມ໌ຕ້ານອະນຸມູນອິດສະລະໃນຈຸລິນຊີ. ການຍ່ອຍສະຫຼາຍຂອງ naphthalene ທີ່ບໍ່ມີປະສິດທິພາບທັງໃນຈຸລັງໄລຍະຢຸດນິ້ງ ແລະ ໃນສະພາບທີ່ມີສານປະກອບທີ່ເປັນພິດນຳໄປສູ່ການສ້າງຊະນິດອົກຊີເຈນທີ່ມີປະຕິກິລິຍາ (ROS) (Kang et al. 2006). ເນື່ອງຈາກເອນໄຊມ໌ທີ່ຍ່ອຍສະຫຼາຍ naphthalene ມີກຸ່ມທາດເຫຼັກ-ຊູນຟູຣ໌, ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນທາງອົກຊີເດຊັນ, ທາດເຫຼັກໃນໂປຣຕີນ heme ແລະ ທາດເຫຼັກ-ຊູນຟູຣ໌ຈະຖືກຜຸພັງ, ເຊິ່ງນຳໄປສູ່ການບໍ່ເຄື່ອນໄຫວຂອງໂປຣຕີນ. Ferredoxin-NADP+ reductase (Fpr), ພ້ອມກັບ superoxide dismutase (SOD), ເປັນສື່ກາງໃນປະຕິກິລິຍາ redox ທີ່ສາມາດປີ້ນກັບຄືນໄດ້ລະຫວ່າງ NADP+/NADPH ແລະ ສອງໂມເລກຸນຂອງ ferredoxin ຫຼື flavodoxin, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງກຳຈັດ ROS ແລະ ຟື້ນຟູສູນກາງທາດເຫຼັກ-ຊູນຟູຣ໌ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນທາງອົກຊີເດຊັນ (Li et al. 2006). ມີລາຍງານວ່າທັງ Fpr ແລະ SodA (SOD) ໃນ Pseudomonas ສາມາດກະຕຸ້ນໄດ້ຈາກຄວາມກົດດັນອົກຊີເດຊັນ, ແລະ ກິດຈະກຳ SOD ແລະ catalase ທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນໃນສີ່ສາຍພັນ Pseudomonas (O1, W1, As1, ແລະ G1) ໃນລະຫວ່າງການເຕີບໃຫຍ່ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ເພີ່ມ naphthalene (Kang et al., 2006). ການສຶກສາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການເພີ່ມສານຕ້ານອະນຸມູນອິດສະລະເຊັ່ນ: ກົດ ascorbic ຫຼື ທາດເຫຼັກ ferrous (Fe2+) ສາມາດເພີ່ມອັດຕາການເຕີບໂຕຂອງ naphthalene. ເມື່ອ Rhodococcus erythropolis ເຕີບໃຫຍ່ໃນ naphthalene medium, ການຖອດລະຫັດຂອງ gene cytochrome P450 ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຄວາມກົດດັນອົກຊີເດຊັນ ລວມທັງ sodA (Fe/Mn superoxide dismutase), sodC (Cu/Zn superoxide dismutase), ແລະ recA ໄດ້ເພີ່ມຂຶ້ນ (Sazykin et al., 2019). ການວິເຄາະໂປຣຕີໂອມິກແບບປຽບທຽບປະລິມານຂອງຈຸລັງ Pseudomonas ທີ່เพาะเลี้ยงໃນ naphthalene ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງໂປຣຕີນຕ່າງໆທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການຕອບສະໜອງຕໍ່ຄວາມກົດດັນທາງອົກຊີເດຊັນແມ່ນຍຸດທະສາດການຮັບມືກັບຄວາມກົດດັນ (Herbst et al., 2013).
ມີລາຍງານວ່າຈຸລິນຊີສາມາດຜະລິດສານຊີວະພາບພາຍໃຕ້ການກະທຳຂອງແຫຼ່ງຄາບອນທີ່ບໍ່ລະລາຍນ້ຳ. ສານຜິວໜ້າທີ່ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນສານປະກອບທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຂອງໜ້າດິນທີ່ສາມາດສ້າງເປັນກ້ອນຫີນຢູ່ທີ່ໜ້າດິນລະຫວ່າງນ້ຳມັນ-ນ້ຳ ຫຼື ອາກາດ-ນ້ຳ. ສິ່ງນີ້ສົ່ງເສີມການລະລາຍແບບປອມ ແລະ ອຳນວຍຄວາມສະດວກໃນການດູດຊຶມຂອງໄຮໂດຄາບອນອາໂຣມາຕິກ ເຊິ່ງສົ່ງຜົນໃຫ້ການຍ່ອຍສະຫຼາຍທາງຊີວະພາບຢ່າງມີປະສິດທິພາບ (Rahman et al., 2002). ເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດເຫຼົ່ານີ້, ສານເຄມີຊີວະພາບຈຶ່ງຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອຸດສາຫະກຳຕ່າງໆ. ການເພີ່ມສານເຄມີເຄມີ ຫຼື ສານເຄມີຊີວະພາບໃສ່ໃນເຊື້ອແບັກທີເຣຍສາມາດເພີ່ມປະສິດທິພາບ ແລະ ອັດຕາການຍ່ອຍສະຫຼາຍຂອງໄຮໂດຄາບອນ. ໃນບັນດາສານເຄມີຊີວະພາບ, ອາຊິດ rhamnolipids ທີ່ຜະລິດໂດຍ Pseudomonas aeruginosa ໄດ້ຖືກສຶກສາ ແລະ ກຳນົດລັກສະນະຢ່າງກວ້າງຂວາງ (Hisatsuka et al., 1971; Rahman et al., 2002). ນອກຈາກນັ້ນ, ສານເຄມີຊີວະພາບປະເພດອື່ນໆລວມມີ lipopeptides (mucins ຈາກ Pseudomonas fluorescens), emulsifier 378 (ຈາກ Pseudomonas fluorescens) (Rosenberg ແລະ Ron, 1999), lipids trehalose disaccharide ຈາກ Rhodococcus (Ramdahl, 1985), lichenin ຈາກ Bacillus (Saraswathy ແລະ Hallberg, 2002), ແລະ surfactant ຈາກ Bacillus subtilis (Siegmund ແລະ Wagner, 1991) ແລະ Bacillus amyloliquefaciens (Zhi et al., 2017). ສານເຄມີຊີວະພາບເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕຶງຜິວຈາກ 72 dynes/cm2 ມາເປັນໜ້ອຍກວ່າ 30 dynes/cm2, ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ການດູດຊຶມໄຮໂດຄາບອນດີຂຶ້ນ. ມີລາຍງານວ່າ Pseudomonas, Bacillus, Rhodococcus, Burkholderia ແລະ ເຊື້ອແບັກທີເຣຍຊະນິດອື່ນໆສາມາດຜະລິດສານ biosurfactants ທີ່ມີສ່ວນປະກອບຂອງ rhamnolipid ແລະ glycolipid ຕ່າງໆ ເມື່ອປູກໃນສານ naphthalene ແລະ methylnaphthalene (Kanga et al., 1997; Puntus et al., 2005). Pseudomonas maltophilia CSV89 ສາມາດຜະລິດສານ biosurfactant ນອກຈຸລັງ Biosur-Pm ເມື່ອປູກໃນສານປະກອບ aromatic ເຊັ່ນ: ກົດ naphthoic (Phale et al., 1995). ການເຄື່ອນໄຫວຂອງການສ້າງ Biosur-Pm ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການສັງເຄາະຂອງມັນແມ່ນຂະບວນການທີ່ຂຶ້ນກັບການເຕີບໂຕ ແລະ pH. ພົບວ່າປະລິມານຂອງ Biosur-Pm ທີ່ຜະລິດໂດຍຈຸລັງທີ່ມີ pH ເປັນກາງສູງກວ່າທີ່ pH 8.5. ຈຸລັງທີ່ປູກຢູ່ທີ່ pH 8.5 ມີຄວາມ hydrophobic ຫຼາຍກວ່າ ແລະ ມີຄວາມຜູກພັນກັບສານປະກອບ aromatic ແລະ aliphatic ສູງກວ່າຈຸລັງທີ່ປູກຢູ່ທີ່ pH 7.0. ໃນ Rhodococcus spp. N6, ອັດຕາສ່ວນຄາບອນຕໍ່ໄນໂຕຣເຈນ (C:N) ທີ່ສູງຂຶ້ນ ແລະ ການຈຳກັດທາດເຫຼັກແມ່ນເງື່ອນໄຂທີ່ດີທີ່ສຸດສຳລັບການຜະລິດສານຊັກລ້າງຊີວະພາບນອກຈຸລັງ (Mutalik et al., 2008). ມີຄວາມພະຍາຍາມປັບປຸງການສັງເຄາະທາງຊີວະພາບຂອງສານຊັກລ້າງຊີວະພາບ (ສານຊັກລ້າງ) ໂດຍການປັບປຸງສາຍພັນ ແລະ ການໝັກໃຫ້ດີທີ່ສຸດ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, titer ຂອງສານຊັກລ້າງໃນສື່ກາງການເພາະເລี้ยงແມ່ນຕໍ່າ (1.0 g/L), ເຊິ່ງເປັນສິ່ງທ້າທາຍສຳລັບການຜະລິດຂະໜາດໃຫຍ່ (Jiao et al., 2017; Wu et al., 2019). ດັ່ງນັ້ນ, ວິທີການວິສະວະກຳພັນທຸກຳຈຶ່ງໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອປັບປຸງການສັງເຄາະທາງຊີວະພາບຂອງມັນ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການດັດແປງທາງວິສະວະກຳຂອງມັນມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກເນື່ອງຈາກຂະໜາດໃຫຍ່ຂອງໂອເປີຣອນ (~25 kb) ແລະ ການຄວບຄຸມການສັງເຄາະທາງຊີວະພາບທີ່ສັບສົນຂອງລະບົບການຮັບຮູ້ quorum (Jiao et al., 2017; Wu et al., 2019). ມີການດັດແປງວິສະວະກຳພັນທຸກຳຈຳນວນໜຶ່ງໃນເຊື້ອແບັກທີເຣຍ Bacillus, ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນແນໃສ່ການເພີ່ມການຜະລິດ surfactin ໂດຍການທົດແທນ promoter (srfA operon), ການສະແດງອອກຂອງໂປຣຕີນສົ່ງອອກ surfactin ຫຼາຍເກີນໄປ YerP ແລະປັດໄຈຄວບຄຸມ ComX ແລະ PhrC (Jiao et al., 2017). ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ວິທີການວິສະວະກຳພັນທຸກຳເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ບັນລຸການດັດແປງທາງພັນທຸກຳພຽງຄັ້ງດຽວ ຫຼື ສອງສາມຄັ້ງ ແລະ ຍັງບໍ່ທັນໄດ້ບັນລຸການຜະລິດທາງການຄ້າເທື່ອ. ດັ່ງນັ້ນ, ການສຶກສາຕື່ມອີກກ່ຽວກັບວິທີການເພີ່ມປະສິດທິພາບໂດຍອີງໃສ່ຄວາມຮູ້ແມ່ນມີຄວາມຈຳເປັນ.
ການສຶກສາການເຊື່ອມໂຊມທາງຊີວະພາບຂອງ PAH ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນດຳເນີນພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຫ້ອງທົດລອງມາດຕະຖານ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຢູ່ສະຖານທີ່ປົນເປື້ອນ ຫຼື ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ປົນເປື້ອນ, ມີຫຼາຍປັດໄຈທີ່ບໍ່ມີຊີວິດ ແລະ ມີຊີວິດຊີວາ (ອຸນຫະພູມ, pH, ອົກຊີເຈນ, ຄວາມພ້ອມຂອງສານອາຫານ, ການດູດຊຶມຂອງຊັ້ນໃຕ້ດິນ, ສິ່ງມີຊີວິດອື່ນໆ, ການຍັບຍັ້ງຜະລິດຕະພັນສຸດທ້າຍ, ແລະອື່ນໆ) ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າມີການປ່ຽນແປງ ແລະ ມີອິດທິພົນຕໍ່ຄວາມສາມາດໃນການເຊື່ອມໂຊມຂອງຈຸລິນຊີ.
ອຸນຫະພູມມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ການຍ່ອຍສະຫຼາຍທາງຊີວະພາບຂອງ PAH. ເມື່ອອຸນຫະພູມເພີ່ມຂຶ້ນ, ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງອົກຊີເຈນທີ່ລະລາຍຈະຫຼຸດລົງ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການເຜົາຜານອາຫານຂອງຈຸລິນຊີທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ, ເນື່ອງຈາກພວກມັນຕ້ອງການອົກຊີເຈນໂມເລກຸນເປັນໜຶ່ງໃນຊັບສະເຕຣດສຳລັບອົກຊີເຈນເນສທີ່ປະຕິບັດປະຕິກິລິຍາໄຮດຣອກຊີເລຊັນ ຫຼື ປະຕິກິລິຍາການຕັດວົງແຫວນ. ມັນມັກຈະສັງເກດເຫັນວ່າອຸນຫະພູມທີ່ສູງຂຶ້ນຈະປ່ຽນ PAHs ຕົ້ນກຳເນີດໃຫ້ກາຍເປັນສານປະກອບທີ່ເປັນພິດຫຼາຍຂຶ້ນ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຍັບຍັ້ງການຍ່ອຍສະຫຼາຍທາງຊີວະພາບ (Muller et al., 1998).
ໄດ້ມີການສັງເກດເຫັນວ່າຫຼາຍສະຖານທີ່ທີ່ປົນເປື້ອນ PAH ມີຄ່າ pH ສູງສຸດ, ເຊັ່ນ: ສະຖານທີ່ທີ່ປົນເປື້ອນຈາກການລະບາຍນ້ຳຂອງເໝືອງກົດ (pH 1–4) ແລະ ສະຖານທີ່ປ່ຽນເປັນອາຍແກັສ/ຖ່ານຫີນທີ່ປົນເປື້ອນດ້ວຍນ້ຳເປື້ອນທີ່ເປັນດ່າງ (pH 8–12). ສະພາບການເຫຼົ່ານີ້ສາມາດສົ່ງຜົນກະທົບຢ່າງຮ້າຍແຮງຕໍ່ຂະບວນການຍ່ອຍສະຫຼາຍທາງຊີວະພາບ. ດັ່ງນັ້ນ, ກ່ອນທີ່ຈະໃຊ້ຈຸລິນຊີສຳລັບການບຳບັດທາງຊີວະພາບ, ແນະນຳໃຫ້ປັບ pH ໂດຍການເພີ່ມສານເຄມີທີ່ເໝາະສົມ (ທີ່ມີທ່າແຮງໃນການຫຼຸດຜ່ອນການຜຸພັງໃນລະດັບປານກາງຫາຕ່ຳຫຼາຍ) ເຊັ່ນ: ແອມໂມນຽມຊັນເຟດ ຫຼື ແອມໂມນຽມໄນເຕຣດ ສຳລັບດິນດ່າງ ຫຼື ການປູນປູນດ້ວຍແຄວຊຽມຄາບອນເນດ ຫຼື ແມກນີຊຽມຄາບອນເນດ ສຳລັບສະຖານທີ່ທີ່ເປັນກົດ (Bowlen et al. 1995; Gupta and Sar 2020).
ການສະໜອງອົກຊີເຈນໃຫ້ແກ່ພື້ນທີ່ທີ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບແມ່ນປັດໄຈຈຳກັດອັດຕາການເສື່ອມໂຊມທາງຊີວະພາບຂອງ PAH. ເນື່ອງຈາກເງື່ອນໄຂ redox ຂອງສິ່ງແວດລ້ອມ, ຂະບວນການຟື້ນຟູຊີວະພາບໃນສະຖານທີ່ມັກຈະຕ້ອງການການນຳເອົາອົກຊີເຈນຈາກແຫຼ່ງພາຍນອກ (ການໄຖດິນ, ການສີດອາກາດ, ແລະ ການເພີ່ມສານເຄມີ) (Pardieck et al., 1992). Odenkranz et al. (1996) ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການເພີ່ມແມກນີຊຽມເປີອອກໄຊ (ສານປະກອບປ່ອຍອົກຊີເຈນ) ໃສ່ນ້ຳໃຕ້ດິນທີ່ປົນເປື້ອນສາມາດຟື້ນຟູສານປະກອບ BTEX ໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ. ການສຶກສາອີກອັນໜຶ່ງໄດ້ສືບສວນການເສື່ອມໂຊມຂອງຟີນໍລ ແລະ BTEX ໃນສະຖານທີ່ໃນສະຖານທີ່ໃນນ້ຳໃຕ້ດິນທີ່ປົນເປື້ອນໂດຍການສີດໂຊດຽມໄນເຕຣດ ແລະ ການສ້າງບໍ່ສະກັດເພື່ອໃຫ້ບັນລຸການຟື້ນຟູຊີວະພາບທີ່ມີປະສິດທິພາບ (Bewley ແລະ Webb, 2001).