ابتكر الباحثون "سفينة نوح" من الميكروبات لاستكشاف القناة الهضمية

ابتكر علماء الأحياء من جامعة ستانفورد ميكروبيوم اصطناعي يتكون من أكثر من 100 نوع

تحاكي هذه البيئة التعايش الطبيعي للكائنات الحية الدقيقة المفيدة التي تعيش في الأمعاء البشرية.

تؤدي كل خلية في الميكروبيوموظيفة معينة: تدمير أو تكوين الجزيئات اللازمة لسير العمل الطبيعي للجسم. أوضح مؤلفو الدراسة أن الصعوبة في إنشاء مستعمرة اصطناعية هي أنها لم تكن مستقرة وعملية فحسب. في مثل هذه المستعمرة ، لا ينبغي أن يقمع أحد الأنواع الأنواع الأخرى ، ولكن يجب أن يؤدي معًا نفس الوظائف مثل البيئة الطبيعية للأمعاء.

مستعمرة بكتيرية اصطناعية في طبق بتري.صورة: لوس أنجلوس شيشرون ، ستانفورد

اختيار الأنواع التي يجب أن تشكل مستعمرة ،كان صعبًا أيضًا بسبب الاختلافات الطبيعية بين الناس. الحقيقة هي أن شخصين تم أخذهما عشوائيًا لن يكون لديهم أكثر من نصف الجينات الميكروبية الشائعة. لحل هذه المشكلة ، استخدم الباحثون بيانات من مشروع الميكروبيوم البشري (HMP) لتسلسل الجينومات الميكروبية الكاملة لأكثر من 300 بالغ.

كنا نبحث عن سفينة نوح للأنواع البكتيرية في أمعاء الإنسان ، في محاولة للعثور على تلك التي يمتلكها كل إنسان.

مايكل فيشباخ ، الأستاذ المساعد في علم الأحياء الدقيقة والمناعة والمؤلف المشارك للدراسة

لمستعمرتهم الاصطناعية، الباحثونتم اختيار 104 سلالات بكتيرية كانت موجودة في 20% على الأقل من الأشخاص من الدراسة الجينومية لـ HMP. تم تربية كل نوع من البكتيريا بشكل منفصل، ثم تم خلطها في مزرعة واحدة. 

لإثراء وتقريب مستعمرتك منفي الظروف الحقيقية ، استخدم الباحثون براز بشري يحتوي على البيئة الطبيعية للناس الأحياء. أظهرت الدراسة أنه عند التفاعل مع الفضلات ، تم تجديد المستعمرة بـ 20 نوعًا جديدًا من البكتيريا ، والتي احتلت مكانًا مجانيًا.

لقد أثبت الباحثون فعاليةلتطوره في الفئران. تم زرع الحيوانات المعقمة ، التي لا توجد بها بكتيريا في الأمعاء ، مع المستعمرة النهائية. أظهرت الدراسة أنها لم تتجذر بنجاح فحسب ، بل ساعدت أيضًا في التعامل مع عدوى بكتريا E. coli بشكل فعال مثل الميكروبيوم الحقيقي.

مخطط التجربة.تم زرع النسخة الأولى من الميكروبيوم المكون من 104 بكتيريا في الفئران ، بعد 4 أسابيع تم زرعها أيضًا ببراز بشري. بعد 8 أسابيع ، قام الباحثون بتسلسل الميكروبيوم المقاوم المتشكل ، والذي يحتوي على 119 سلالة بكتيرية. الصورة: أليس جي تشينج وآخرون ، الخلية

يلاحظ العلماء أن البيئة البكتيريةتؤثر القناة الهضمية على تطور الجهاز العصبي ، والاستجابة للعلاج المناعي للسرطان ، والجوانب الصحية الأخرى. وهم يعتقدون أن التطور الجديد سيساعد على فهم الروابط بين الميكروبيوم والصحة بشكل أفضل ، وفي النهاية تطوير طرق لاستعادة بيئة الأمعاء الصحية.

قراءة المزيد:

عانى الفايكنج القدماء من مرض خطير. وهو ناتج عن طفيلي من إفريقيا

ينتج النبات على المريخ الأكسجين بمعدل متوسط ​​الشجرة

قام الفيزيائيون بتبريد الذرات لتسجيل درجات الحرارة. إنها أبرد بمليار مرة من الفضاء الخارجي.