توسعه باکتری هایی که حال انسان را خوب می کنند!
به گزارش این با من پژوهشگران آمریکایی در بررسی جدید خود کوشش می کنند باکتری هایی را مهندسی کنند و توسعه دهند که می توانند سلامت روانی انسان را بهبود ببخشند.
به گزارش ایسنا و به نقل از وبسایت رسمی دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس، بعضی از میلیاردها باکتری که در روده ما ساکن هستند، انتقال دهنده های عصبی را تولید می کنند که مسئول اعصاب، اضطراب و سرخوشی ما هستند. هنگامی که تعداد این انتقال دهنده های عصبی به اندازه کافی نباشد یا بیش از حد باشد، سلامت روانی به خطر می افتد.
"تائه سوک مون"(Tae Seok Moon)، استادیار "مدرسه مهندسی مککلوی"(McKelvey School of Engineering) در "دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس"(WUSTL) اظهار داشت که شخصا این عدم تعادل را تجربه کرده است و الان برای مرتفع ساختن آن تلاش می کند. ایده مون، توسعه باکتری های دستکاری شده ژنتیکی است که می توانند تولید مواد شیمیایی را از درون روده کنترل کنند و هرگونه عدم تعادل را برطرف سازند.
به قول مون، حفظ تعادل انتقال دهنده های عصبی، کار دشواری بشمار می رود اما او این کار را شروع کرده است. مون در سال ۲۰۱۷، کمک هزینه ای را دریافت کرد تا یک باکتری پروبیوتیک را طراحی کند که هدف آن محافظت از افراد در مقابل اثرات منفی افزایش آدرنالین است.
روش مون، توسعه یک سنسور باکتریایی است که می تواند مواد شیمیایی خاصی را در روده تشخیص دهد. مون در آزمایشگاه خود، روی سنسورهای مشابهی کار می کند تا در نهایت به مهندسی یک سیستم مولکولی با سنسورهای متفاوت بپردازد. او حسگرهایی را هم برای تشخیص دما، پی اچ، سطح اکسیژن، نور، آلاینده ها و سایر مواد شیمیایی در رابطه با بیماری ابداع کرده است.
مون اولین کسی نیست که چنین حسگرهایی را ابداع می کند اما در بیشتر حسگرهایی که تابحال ابداع شده اند، عدم تشخیص وجود داشته است. این حسگرها امکان دارد در تمایز قائل شدن میان مولکول هایی با ساختار مشابه، مشکل داشته باشند. مون افزود: تشخیص، یکی از چالش های بزرگ در مهندسی بشمار می رود اما ما ثابت کرده ایم که این کار امکان پذیر است.
پژوهشگران توانستند کار خویش را با یک مسیر سنسور آغاز کنند که به صورت طبیعی در باکتری ها یافت می شود. " آستین روتینگهاوس"(Austin Rottinghaus)، دانشجوی مقطع دکتری در آزمایشگاه مون و سایر اعضای آزمایشگاه، از مدل سازی کامپیوتری جهت بررسی این مورد استفاده کردند که جهش ها چگونه بر حساسیت مسیر تاثیر می گذارند. آنها توانستند یک مسیر سنسور را ایجاد کنند که فقط نسبت به مولکول های مورد نظر حساس باشد.
حسگرها در باکتری های "اشریشیا کلی"(E.coli) گنجانده شدند و باکتری ها را به شکارچی های دقیق تبدیل کردند. باکتری ها توانستند بین دو مولکول مشابه معروف به "فنیل آلانین"(Phenylalanine) و "تیروزین"(Tyrosine) که به ترتیب با اختلالات "فنیل کتونوری"(PKU) و "تیروزینمی نوع دو"(Tyrosinemia) مرتبط هستند، تمایز قائل شوند.
پژوهشگران، حسگرهایی را هم برای "فنتیل آمین"(Phenethylamine) و "تیرامین"(Tyramine) ابداع کردند که ساختار مشابهی دارند و هر دو در غذا و روده یافت می شوند.
با اثبات این مفهوم، آزمایشگاه مون حالا می تواند روی توسعه یک محرک کار کند؛ پروتئینی که برپایه اطلاعات جمع آوری شده توسط سنسور عمل می کند. بعنوان نمونه، فنیل کتونوری، یک بیماری ژنتیکی است که به تجمع بیش از حد فنیل آلانین در نوزادان منجر می شود. یک باکتری کاملا مهندسی شده امکان دارد سنسوری برای تشخیص آمینواسید و همینطور یک محرک داشته باشد که در صورت بالا بودن سطح فنیل آلانین می تواند آنرا تجزیه کند.
فایده این نوع ارگانیسم های مهندسی شده می تواند فراتر از شرایط پزشکی باشد. این ارگانیسم ها را میتوان برای نظارت بر کیفیت غذا یا تنظیم مسیرهایی برای مهندسی متابولیک میکروبی، فرآیندهای مورد استفاده برای ساخت خیلی از داروها، سوخت ها یا سایر مواد شیمیایی مورد استفاده قرار داد.
با این وجود، مون به سبب تجربیات خود، به باکتری هایی علاقه دارد که می توانند سطح انتقال دهنده های عصبی را در روده حس کنند. مون اظهار داشت: اگر سطح انتقال دهنده های عصبی بیش از حد بالا باشد، باکتری ها آنزیمی را تولید می کنند که ماده شیمیایی مورد نظر را تجزیه می کند. اگر سطح انتقال دهنده های عصبی بیش از حد پایین باشد، باکتری ها آنزیمی را تولید می کنند که می تواند مقدار بیشتری از انتقال دهنده های عصبی را تولید نماید.
حدود ۹۵ درصد از هورمون سروتونین، توسط باکتری های روده ایجاد می شود. مون افزود: هنگامی که این هورمون و سایر پیام رسان های عصبی از کار بیفتند، امکان دارد شخص صدمه ببیند. او می خواهد به این رنج آخر دهد و این آغاز چاره مهندسی ما است.
این پژوهش، در مجله "Cell Systems" به چاپ رسید.
منبع: inbaman.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب