Cette étude a examiné les interactions syntrophiques entre le benzène chloré respirant la souche Dehalococcoides mccartyi CBDB1 et les partenaires de fermentation (Desulfovibrio vulgaris, Syntrophobacter fumaroxidans et Geobacter lovleyi) pendant la respiration de l'hexachlorobenzène. Les taux de déchloration dans les co-cultures syntrophiques ont été augmentés de 2 à 3 fois par rapport aux cultures pures de CBDB1 nourries au H2 (0,23 ± 0,04 μmol Cl- jour-1). Les partenaires synthétiques ont également été en mesure de fournir des cobalamines au CBDB1, mais avec une activité de déchloration résultante 3 à 10 fois inférieure à celle des cultures recevant de la cyanocobalamine exogène. Les cultures pures de la souche CBDB1 ont accumulé ~1 μmol de monoxyde de carbone par 87,5 μmol de Cl- libéré pendant la respiration de l'hexachlorobenzène, ce qui a entraîné une diminution de l'activité de déchloration. Il a été démontré que les partenaires syntrophiques étudiés consommaient du monoxyde de carbone généré par CBDB1, soulageant ainsi l'autotoxicité du monoxyde de carbone. L'accumulation de congénères chlorobenzéniques moins chlorés (1,3- et 1,4-dichlorobenzène et 1,3,5-trichlorobenzène) a également inhibé l'activité de déchloration et leur élimination de l'espace de tête par adsorption sur du charbon actif granulaire s'est avérée restaurer l'activité. L'analyse protéomique a révélé la co-culture de la souche CBDB1 avec les gènes CBDB1 régulés à la hausse de Geobacter lovleyi associés aux déshalogénases réductrices, aux hydrogénases, à la formate déshydrogénase et aux protéines ribosomales. Ces données fournissent un aperçu de l'écologie du CBDB1 et informent les stratégies d'application du CBDB1 dans les technologies de destruction ex situ de l'hexachlorobenzène.

Este estudio investigó las interacciones sintróficas entre el benceno clorado que respira Dehalococcoides mccartyi cepa CBDB1 y los compañeros de fermentación (Desulfovibrio vulgaris, Syntrophobacter fumaroxidans y Geobacter lovleyi) durante la respiración con hexaclorobenceno. Las tasas de descloración en cocultivos sintróficos aumentaron 2-3 veces en comparación con los cultivos puros de CBDB1 alimentados con H2 (0.23 ± 0.04 μmol Cl- día-1). Los socios sintróficos también pudieron suministrar cobalaminas al CBDB1, aunque con una actividad de decloración resultante de 3 a 10 veces menor en comparación con los cultivos que recibieron cianocobalamina exógena. Los cultivos puros de la cepa CBDB1 acumularon ~1 μmol de monóxido de carbono por 87.5 μmol de Cl- liberado durante la respiración de hexaclorobenceno, lo que resultó en disminuciones en la actividad de decloración. Se demostró que los socios sintróficos investigados consumen monóxido de carbono generado por CBDB1, aliviando así la autotoxicidad del monóxido de carbono. La acumulación de congéneres de clorobenceno clorados menores (1,3- y 1,4-diclorobenceno y 1,3,5-triclorobenceno) también inhibió la actividad de decloración y se demostró que su eliminación del espacio de cabeza a través de la adsorción al carbón activado granular restablece la actividad. El análisis proteómico reveló que la cepa de cocultivo CBDB1 con Geobacter lovleyi regulaba positivamente los genes CBDB1 asociados con deshalogenasas reductoras, hidrogenasas, formiato deshidrogenasa y proteínas ribosómicas. Estos datos proporcionan información sobre la ecología de CBDB1 e informan estrategias para la aplicación de CBDB1 en tecnologías de destrucción de hexaclorobenceno ex situ.

This study investigated syntrophic interactions between chlorinated benzene respiring Dehalococcoides mccartyi strain CBDB1 and fermenting partners (Desulfovibrio vulgaris, Syntrophobacter fumaroxidans, and Geobacter lovleyi) during hexachlorobenzene respiration. Dechlorination rates in syntrophic co-cultures were enhanced 2-3 fold compared to H2 fed CBDB1 pure cultures (0.23 ± 0.04 μmol Cl- day-1). Syntrophic partners were also able to supply cobalamins to CBDB1, albeit with 3-10 fold lower resultant dechlorination activity compared to cultures receiving exogenous cyanocobalamin. Strain CBDB1 pure cultures accumulated ~1 μmol of carbon monoxide per 87.5 μmol Cl- released during hexachlorobenzene respiration resulting in decreases in dechlorination activity. The syntrophic partners investigated were shown to consume carbon monoxide generated by CBDB1, thus relieving carbon monoxide autotoxicity. Accumulation of lesser chlorinated chlorobenzene congeners (1,3- and 1,4-dichlorobenzene and 1,3,5-trichlorobenzene) also inhibited dechlorination activity and their removal from the headspace through adsorption to granular activated carbon was shown to restore activity. Proteomic analysis revealed co-culturing strain CBDB1 with Geobacter lovleyi upregulated CBDB1 genes associated with reductive dehalogenases, hydrogenases, formate dehydrogenase, and ribosomal proteins. These data provide insight into CBDB1 ecology and inform strategies for application of CBDB1 in ex situ hexachlorobenzene destruction technologies.

حققت هذه الدراسة في التفاعلات التغذوية بين البنزين المكلور الذي يتنفس ديهالوكوكوديس مكارتي سلالة CBDB1 وشركاء التخمير (Desulfovibrio vulgaris، Syntrophobacter fumaroxidans، و Geobacter lovleyi) أثناء التنفس سداسي كلور البنزين. تم تعزيز معدلات إزالة الكلور في الثقافات المشتركة التوليفية 2-3 أضعاف مقارنة بالمزارع النقية التي تغذيها H2 CBDB1 (0.23 ± 0.04 μmol Cl - day -1). كما تمكن شركاء التغذية التخاطبية من توفير الكوبالامين إلى CBDB1، وإن كان ذلك مع انخفاض نشاط إزالة الكلور الناتج بنسبة 3-10 أضعاف مقارنة بالمزارع التي تتلقى السيانوكوبالامين الخارجي. سلالة المستنبتات النقية CBDB1 المتراكمة ~1 ميكرومول من أول أكسيد الكربون لكل 87.5 ميكرومول Cl - تم إطلاقه أثناء تنفس سداسي كلور البنزين مما أدى إلى انخفاض في نشاط إزالة الكلور. تبين أن الشركاء الذين تم التحقيق معهم يستهلكون أول أكسيد الكربون الناتج عن CBDB1، وبالتالي يخففون من السمية الذاتية لأول أكسيد الكربون. كما أن تراكم متجانسات كلور البنزين الأقل كلورة (1،3 و 1،4 - ثنائي كلور البنزين و 1،3،5 - ثلاثي كلور البنزين) يثبط نشاط إزالة الكلور وإزالتها من مساحة الرأس من خلال الامتزاز إلى الكربون المنشط الحبيبي لاستعادة النشاط. كشف التحليل البروتيني عن سلالة الزراعة المشتركة CBDB1 مع جينات Geobacter lovleyi upregulated CBDB1 المرتبطة بنزوع الهالوجين المختزل، ونزوع الهيدروجين، ونزوع الفورمات، والبروتينات الريبوسومية. توفر هذه البيانات نظرة ثاقبة لبيئة CBDB1 وتسترشد بها استراتيجيات تطبيق تكنولوجيات تدمير CBDB1 خارج الموقع سداسي كلور البنزين.