Analisis transkriptomik Phenoliferia glacialis USM-PSY62 yang dipencilkan dari antartika terhadap pencemar organik kekal (POPs)

Abstract

Pencemar organik kekal (Persistent Organic Pollutants, POPs) merupakan bahan pencemar buatan manusia yang sangat toksik, mampu kekal dalam persekitaran pada jangka masa yang panjang dan boleh tersebar melalui pengangkutan jarak jauh termasuk ke kawasan kutub yang terpencil. Antara contoh POPs yang dikesan dalam persekitaran ialah bifenil berpoliklorin (PCB), dikloro-difenil-trikloroetana (DDT) dan mirex. Selain bahan POPs yang merbahaya, produk metabolit yang terhasil daripada penguraian POPs turut mempunyai sifat toksik yang sama. Contoh produk metabolit yang dikesan dalam persekitaran ialah dikloro-difenil-dikloroetana (DDE), merupakan produk metabolit daripada penguraian DDT. Pengangkutan POPs ke tempat yang terpencil dan sejuk seperti Antartika telah membawa kepada penemuan kepekatan POPs di persekitaran Antartika seperti tanah, ais dan salji, termasuklah hidupan fauna Antartik seperti penguin, burung skua dan anjing laut. Walaupun kepekatan POPs yang dikesan di Antartika adalah sedikit berbanding kawasan lain, penemuan POPs di kawasan Antartika menjadi amaran tentang keadaan pencemaran yang sedang dihadapi oleh bumi. Pelbagai kajian telah dijalankan tentang kesan POPs terhadap haiwan di Antartika, namun maklumat berkenaan kesan POPs terhadap mikroorganisma eukariot di Antartika adalah terhad. Salah satu mikroorganisma eukariot Antartika yang telah berjaya dipencilkan ialah yis Phenoliferia glacialis USM-PSY62. Kajian ini dijalankan untuk mengenalpasti kebolehan P. glacialis USM-PSY62 dalam penguraian dan mekanisme yang digunakan apabila didedahkan kepada POPs yang berbeza. Kajian ini dimulakan dengan pengenalpastian keadaan pertumbuhan optimum (suhu, medium dan pH) dan penghasilan enzim ekstrasel (amilase, protease, kitinase dan selulase) oleh P. glacialis USM-PSY62. Analisis kromatografi gas-spektroskopi jisim (GC-MS) telah digunakan dalam penentuan aktiviti degradasi bahan pencemar PCB dan DDE oleh P. glacialis USM-PSY62. Menariknya, profil GC-MS menunjukkan terdapat pengurangan bahan pencemar PCB dan DDE apabila dibandingkan dengan sampel kawalan selepas tujuh hari pengkulturan P. glacialis USM-PSY62. Seterusnya, analisis transkriptom bagi P. glacialis USM-PSY62 telah dijalankan bagi mengenalpasti transkrip yang diekspres secara menaik apabila yis ini didedahkan kepada PCB dan DDE. Kedua-dua sampel transkriptom P. glacialis USM-PSY62 memberikan profil yang berbeza dengan, 134 transkrip yang diekspres secara berbeza di dalam sampel DDE (45 transkrip dengan tahap pengekspresan yang menaik (upregulated) manakala 89 transkrip dengan tahap pengekspresan yang menurun (downregulated)). Sementara itu, profil transkriptom P. glacialis USM-PSY62 pada sampel PCB pula menunjukkan 1091 transkrip yang diekspres secara berbeza dengan 974 transkrip dengan tahap pengekspresan yang menaik manakala 117 transkrip dengan tahap pengekspresan yang menurun. Analisis anotasi kefungsian gen menunjukkan gen yang diekspres secara menaik terlibat dengan signifikan dalam beberapa aktiviti seperti pemangkin, hidrolase, metabolisme karbohidrat dan pengangkut ABC. Melalui corak pengekspresan tersebut, P. glacialis USM-PSY62 berpotensi menggunakan sistem penyahtoksik, degradasi dan penjanaan tenaga yang banyak ketika tindak balas terhadap kehadiran PCB dan DDE. Kesimpulannya, hasil kajian memberi maklumat tentang tindak balas P. glacialis terhadap POPs dan yis ini mempunyai potensi untuk digunakan dalam strategi biormediasi.