الملخص: فاجأت البكتيريا علماء الأحياء الدقيقة التطبيقية بإنتاجها الكثير من المنتجات الطبيعية وقدرتها على التكيف تحت الظروف المختلفة و رجّح العلماء قدرة البكتيريا على إنتاج مواد قد تكون بديلة عن الأدوية من خلال هذه الملاحظات.

Streptomyces chartreusis هي بكتيريا منتجة للمضادات الحيوية، تفرز مواد أيضية للوسط المحيط أكثر مما يعتقد العلماء، استنادًا على نتائج تحليل الجينوم البكتيري! الكثير من هذه المواد يتم إفرازها على الأغلب لتتوسط تفاعلات البكتيريا مع بيئتها. وتتضمن أيضًا مواد قد يكون لها أهمية  كعوامل صيدلانية ودوائية .

الفريق البحثي بقيادة البروفيسورة جوليا والبروفيسور كريستوف من المجموعة البحثية المختصة بالأحياء الدقيقة التطبيقية من جامعة رووا في مدينة بوكوم ، قاموا بتحليل مجموعة واسعة من المنتجات الأيضية في ظروف مزرعية متنوعة. بالتعاون مع زملائهم في بيليفيلد وفي كندا، نشر الباحثون نتائجهم في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences في العشرين من فبراير 2018.

القدرة الهائلة على إنتاج المنتجات الطبيعية:

البكتيريا السبحية تنتج ما يقارب 70 بالمئة من المضادات طبيعية المصدر المستخدمة في التطبيقات السريرية. يحتوي جينوم Streptomyces chartreusis البكتيري على 128 مجموعة من الجينات يعتقد أن يكون لها علاقة في إنتاج المركبات الطبيعية. تقول جوليا ” هذا الرقم عقلاني ، لكن عدد المواد المفرزة التي وجدناها كان يفوق التوقعات “. باستخدام ثلاث بيئات مختلفة التركيب لزراعة هذه البكتيريا ، أكتشف الفريق البحثي 1044 مادة مختلفة . بالاعتماد على الظروف المحيطة ، بكتيريا Streptomyces chartreusis تصنع مواد طبيعية متنوعة، على سبيل المثال بعض المواد كانت تنتج في ظروف غياب الحديد.

الأهمية الدوائية:

اكتشف الفريق أيضًا ثمانية ديفرزكسامين غير معرفة سابقة – ديفرزكسامين هي جزيئات ضرورية لقدرة البكتيريا على أخذ الحديد وتستخدم لمعالجة المرضى في حالات أخذ جرعة زائدة من الحديد أو الألمنيوم-. توضح البروفيسورة جوليان “أن هذا يدل على إمكانية الكشف عن بدائل جديدة للأدوية المعروفة “.  الباحثون لا يعرفون حتى الآن تركيب المركبات الأخرى. ومن المتوقع أن يجدوا فئات جديدة كليًا من المواد. وتضيف ” بناءً على نتائجنا، نتوقع أن العديد من الجوانب الكيميائية للبكتيريا بما في ذلك تركيبها الكيميائي، وإمكانياتها الدوائية، وأهميتها البيئية لم يتم الكشف عنها بعد”.

في هذه الدراسة، أظهر الفريق البحثي أن مجموعة جينات التخليق الحيوي قادرة على إنتاج مجاميع كاملة من المواد، بدلاً من إنتاج مادة واحدة. يقول كريستوف ” على الأرجح، هذه الظاهرة تعكس قدرة الكائن على التكيف مع الظروف المختلفة”

الدمج بين الأساليب المختلفة:

استخدم الباحثون مطياف الكتلة عال النهاية أو ما يعرف بمطياف الكتلة الترادفي، لمقارنة تكوين المركبات والخليط المعقد من المواد الطبيعية المفرزة للوسط المحيط، ولاكتشاف المركبات المفردة التي يتواجد بعض منها بكميات قليلة فقط. ونفس هذه الطريقة تم توظيفها للتنبؤ بالتركيب الكيميائي للمواد الجديدة . بناءً على التنبؤات، أعطيت المركبات الأولوية لتوضيح التركيب الكيميائي بواسطة مطيافية الرنين المغناطيسي النانوي.

ترجمة : إيمان النهمي

@emee_2

مراجعة: سارة أحمد

 @__Sarah_Ahmed

المصدر:

Science Daily: Bacteria produce more substances than hitherto assumed