کشف تغییرات ژنتیکی باکتری‌ها در فضا؛ راهی نوین برای مقابله با عفونت‌های مقاوم

بررسی تقابل باکتری و ویروس در فضا

در یک مطالعه پیشگامانه، دانشمندان دانشگاه ویسکانسین مدیسن و شرکت Rhodium Scientific Inc. باکتری اشرشیا کلی (E. coli) را در برابر ویروس باکتریوفاژ T۷، دشمن طبیعی‌اش، قرار دادند. این رقابت تکاملی دیرینه، برای اولین بار در شرایط ریزگرانش فضا مورد بررسی قرار گرفت.

• سال ۲۰۲۰: نمونه‌هایی از باکتری‌ها و فاژها به ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) ارسال شد.
• مدت آزمایش: فضانوردان به مدت ۲۵ روز ترکیب‌های مختلفی از این موجودات را در فضا کشت دادند.
• کنترل زمینی: هم‌زمان، تیم تحقیقاتی به سرپرستی واتسان رامان، بیوشیمیست دانشگاه ویسکانسین مدیسن، آزمایش‌های مشابهی را روی زمین انجام داد.

تغییرات تکاملی شگفت‌انگیز در بی‌وزنی

نتایج این پژوهش نشان داد که محیط فضا به‌طور بنیادین بر نحوه تعامل باکتری‌ها و فاژها تأثیر می‌گذارد. در شرایط بی‌وزنی، روند عفونت کندتر می‌شود و هر دو موجود زنده مسیر تکاملی متفاوتی را در مقایسه با شرایط زمینی طی می‌کنند.

جهش‌های ژنتیکی در باکتری‌ها

بررسی‌های ژنتیکی حاکی از آن است که باکتری‌ها در فضا دچار جهش‌هایی در ژن‌های مرتبط با پاسخ به استرس و مدیریت مواد مغذی شده‌اند. همچنین، پروتئین‌های سطحی آن‌ها دستخوش تغییر شده که بر نحوه اتصال فاژها به باکتری‌ها اثر می‌گذارد.

سازگاری فاژها برای ادامه حمله

در واکنش به تغییرات باکتری‌ها، فاژها نیز برای حفظ توانایی حمله خود، دچار جهش‌هایی شدند تا بتوانند دوباره به سلول‌های باکتریایی متصل شوند.

امید به درمان عفونت‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک

نکته‌ای که توجه پژوهشگران را به خود جلب کرد، عملکرد فوق‌العاده برخی از جهش‌های فاژی بود که به‌طور خاص در شرایط فضایی ایجاد شده بودند. این فاژها در از بین بردن باکتری‌های زمینی عامل عفونت‌های دستگاه ادراری (UTI)، که بیش از ۹۰ درصد آن‌ها نسبت به آنتی‌بیوتیک‌ها مقاوم هستند، قدرت بسیار بالایی از خود نشان دادند.

پژوهشگران معتقدند مطالعه این سازگاری‌های ایجادشده در فضا، بینش‌های زیستی تازه‌ای را در اختیار آن‌ها قرار داده است. این دانش جدید، امکان مهندسی فاژهایی با کارایی بسیار بالاتر را فراهم می‌کند که می‌توانند به‌عنوان جایگزینی امیدوارکننده برای آنتی‌بیوتیک‌ها در درمان عفونت‌های مقاوم به دارو مورد استفاده قرار گیرند.

نتایج این تحقیق که در نشریه علمی PLOS Biology منتشر شده است، مسیر جدیدی را برای بهره‌گیری از زیست‌فناوری فضایی در حل چالش‌های مهم پزشکی روی زمین هموار می‌سازد.