المجموعات

يمكن أن يؤدي التخلص من سموم تربة المريخ إلى مضادات حيوية جديدة لمحاربة البكتيريا الخارقة

يمكن أن يؤدي التخلص من سموم تربة المريخ إلى مضادات حيوية جديدة لمحاربة البكتيريا الخارقة

الخارقة هي البكتيريا التي طورت أ مقاومة المضادات الحيوية. المقاومة البكتيرية للمضادات الحيوية هي واحدة من التحديات الصحية الرئيسية طويلة الأجل التي تواجهها البشرية على نطاق عالمي. العالم يقترب من عصر ما بعد المضادات الحيوية مع الآثار المترتبة في الجراحة البسيطة وعلاجات السرطان.

من المتوقع ان 700,000 يموت الناس سنويًا بسبب البكتيريا المقاومة لمضاد حيوي واحد على الأقل أو أكثر. تم إدخال عدد قليل جدًا من المضادات الحيوية الجديدة إلى السوق خلال العقود الماضية.

من المتوقع انمقاومة مضادات الميكروبات (AMR) سيصبح السبب الرئيسي للوفاة بحلول 2050 الوصول10 ملايين حالة وفاة سنوية.

تشمل أسباب مقاومة المضادات الحيوية ما يلي:

  • الأطباء والمستشفيات يفرطون في وصف المضادات الحيوية

  • المرضى الذين لا يتناولون المضادات الحيوية على النحو الموصوف ، أو يتناولون المضادات الحيوية دون إشراف متخصص عندما لا تكون ضرورية

  • الاستخدام غير الضروري للمضادات الحيوية في الزراعة

  • ضعف السيطرة على العدوى في المستشفيات والعيادات

  • ممارسات النظافة والصرف الصحي السيئة

  • عدم وجود فحوصات مخبرية سريعة

أظهرت الأبحاث الحديثة التي تهدف إلى مساعدة البشر على العيش على سطح المريخ في المستقبل أن هناك فرصة ، في الظروف المناسبة ، تربة المريخ قد تساعد في معالجة هذه المشكلة التي تؤدي إلى تطوير مضادات حيوية جديدة.

يمكن أن تساعد الأبحاث في المدار وكذلك تكنولوجيا الفضاء وتطبيقات الفضاء العلماء على الأرض في تحسين الصحة على الكوكب من خلال مراقبة البيئة ، وتتبع الأمراض ، وتحسين التشخيص ، وكذلك العمل على تطوير أدوية ولقاحات جديدة.

ذات صلة: SuperBUGs المقاومة للمضادات الحيوية تفوز بالمعركة ؛ كيف يمكن أن يعود العلم؟

هندسة الكائنات الحية باستخدام البيولوجيا التركيبية: هل يمكنها محاربة الجراثيم المقاومة؟

باستخدام علم الأحياء الاصطناعية من الممكن هندسة البكتيريا لحل المشكلات التي لا يمكن للبكتيريا البرية معالجتها.

دينيس كلاسن، أستاذ مشارك ومعلم العام 2014 في معهد علم الأحياء في جامعة ليدن، في هولندا ، يعمل في علم الأحياء التركيبي في محاولة لحل هذه المشكلة. وبفضل الأفكار المبتكرة ، يبحث البروفيسور كلايسن وطلابه تربة المريخ في البحث عن إجابات.

"العلى التربةالمريخ به البركلورات يقول البروفيسور كلايسن: "المركبات الكيميائية الموجودة فيه ، والتي يمكن أن تكون سامة للإنسان. الجرعات العالية من البركلورات يمكن أن تمنع الغدة الدرقية من امتصاص اليود وتتداخل مع نمو الجنين".

بيركلورات - مركب كيميائي يحتوي على أيون البركلورات - يمكن أن يكون مادة كيميائية طبيعية ومن صنع الإنسان. يتم استخدامه في إنتاج وقود الصواريخ والصواريخ والألعاب النارية والقنابل المضيئة والمتفجرات الأخرى. كما يوجد في مواد التبييض وبعض الأسمدة. عززت المواد الكيميائية البركلورية الموجودة على المريخ من فرص وجود الحياة الميكروبية على الكوكب.

"بدأ طلابنا بناء بكتيريا هذا من شأنه أن يحلل البركلورات إلى كلور وأكسجين ، لكنهم كانوا بحاجة إلى معرفة ما إذا كانت البكتيريا ستتصرف بنفس الطريقة في الجاذبية الجزئية للمريخ كما لو كانت على الأرض ، كما يقول البروفيسور كلايسن.

آلة تحديد المواقع العشوائية: آلة الجاذبية الصغرى لتجارب زراعة الخلايا

من أجل حل مشكلة كيفية إعادة إنتاج جاذبية المريخ على الأرض ، استخدم فريق طلاب البروفيسور كلاسنآلة تحديد المواقع العشوائية (RPM) التي تم تطويرها من قبل شركةايرباص فريق وكالة الفضاء الأوروبية (وكالة الفضاء الأوروبية).

"عندما تتعرض الميكروبات التي تنتمي إلى عائلة Streptomyces للتوتر ، فإنها تبدأ عادةً في صنع المضادات الحيوية."

هذه هي أحدث أداة تم تطويرها لتجربة انعدام الجاذبية أو انخفاضها في المعامل على الأرض دون الحاجة إلى الذهاب إلى الفضاء. ال أول تجربة مسجلة على الأنظمة الحية التي تستخدم آلة للتلاعب بالجاذبية تم إجراؤها منذ أكثر من 200 عام ، في عام 1806 باستخدام عجلة دوارة.

ال دورة في الدقيقة يقوم بتدوير أي تجربة مغلقة بشكل عشوائي دون السماح للعناصر المغلفة بداخلها للتكيف مع اتجاه الجاذبية الثابت. بهذه الطريقة يمكن تقليل تأثير جاذبية الأرض ويمكن للعلماء محاكاة ما يمكن تجربته في الفضاء من راحة معملهم.

النماذج الأصلية يمكن أن يحاكي بنجاحانعدام الجاذبية، يشار إليها عادةً باسم الجاذبية الصغرى. يمكن أيضًا محاكاة RPM 2.0 الأحدث الجاذبية الجزئية، والتي تقع بين جاذبية الأرض الطبيعية والبيئة عديمة الوزن (1 جرام و 0 جرام).

وفقًا للبروفيسور كلاسن ، لاحظوا ذلك أثناء التجارب عندما نمت البكتيريا في الجاذبية الجزئية أصبحت متوترة لأنهم تراكموا النفايات حولهم ولم يتمكنوا من التخلص منها. "يحمل هذا إمكانات كبيرة لأنه عندما تنتمي الميكروبات إلى ستربتوميسيس أصبحت الأسرة متوترة ، وعادة ما تبدأ في صنع المضادات الحيوية ".

يقول البروفيسور كلايسن ذلك سبعين في المائة من جميع المضادات الحيوية استخدام البشر مشتق من بكتيريا Streptomyces وأن هذا النوع من البكتيريا يمكن أن ينتج المزيد. يقول: "قد يساعدنا استخدام RPM للتأكيد عليهم بطرق جديدة في العثور على عناصر لم نرها من قبل".

ذات صلة: البروبيوتيكس والمضادات الحيوية تنضم للقوى للقضاء على البكتيريا المقاومة للعقاقير

إزالة السموم من التربة: إزالة السموم من التربة على المريخ والأرض

من أجل التحقيق إزالة السموم من التربة على نطاق أوسع ، يقوم البروفيسور كلايسن ببناء كونسورتيوم هولندي.

الفريق حاليا تبحث عن تمويل لبدء البحث في ميكروبات Streptomyces ، تلك الموجودة في تربة الأرض. تلعب هذه الميكروبات دورًا في تكسير المواد العضوية.

ثم يمكن أيضًا استخدام RPM لإنتاج مضادات حيوية جديدة. في هذه المرحلة ، سيكون هذا خبرًا رائعًا نظرًا لحقيقة أن مقاومة المضادات الحيوية هي مسألة عالمية ملحة.

صحراء أتاكاما: المريخ على الأرض

ال صحراء اتاكاما في تشيلي ، على ساحل المحيط الهادئ وغرب جبال الأنديز في أمريكا الجنوبية ، تُعرف بأنها أكثر الأماكن غير القطبية جفافاً على هذا الكوكب. كانت تربة صحراء أتاكاما مقارنة بسطح كوكب المريخ.

لم يتم استخدام صحراء أتاكاما فقط كموقع لإنتاج الأفلام مع مشاهد على كوكب المريخ ، مثل أوديسا الفضاء: رحلة إلى الكواكب، ولكن وكالة الفضاء الأوروبية اختبرت أيضًا ملف العربة الجوالة ذاتية التوجيه في أتاكاما بسبب التشابه مع ظروف المريخ.

مثل المريخ ، يقدم أتاكامالا توجد علامات على الحياة. في عام 2003 ، أفاد الباحثون أنهم قاموا بتكرار الاختبارات التي استخدمتها مركبة الإنزال على المريخ Viking 1 و Viking 2 لاكتشاف الحياة ، ولم يجدوا أي علامات على الحياة.

ناسا تستخدم أتاكاما لاختبار الأدوات لبعثات المريخ المستقبلية. Atacama هو أيضًا موقع اختبار لبرنامج اكتشاف كهوف الأرض والمريخ الذي تموله ناسا.

البركلورات على المريخ والأرض

ال فينكس مارس لاندر، وهو مشروع تقوده جامعة أريزونا بالنيابة عن وكالة ناسا ، اكتشف البركلورات على سطح المريخ في عام 2008 و كما تم العثور على البركلورات في صحراء أتاكاما.

أدت رواسب النترات المصاحبة التي تحتوي على مواد عضوية إلى التكهنات بأن الحياة على المريخ لا تتعارض مع البركلورات.

نظرًا لوجود البركلورات وتشابهها مع المريخ ، على وجه التحديد ، فإن البروفيسور Claessen و يمكن للكونسورتيوم الهولندي استخدام التربة في أتاكاما للتحقيق في إزالة السموم من التربة.

الآلات الدولية المهندسة وراثيًا (iGEM)

وفي الوقت نفسه ، من خلال الوصول بالفعل إلى RPM لإجراء تجاربهم ، فإن فريق طلاب الأستاذ كلايسن دخلت في مسابقة الآلات المهندسة وراثيًا الدولية لتقديم حل لمشكلة زراعة نباتات غير سامة على سطح المريخ.

ال iGEM هي منظمة مستقلة غير ربحية للنهوض بالبيولوجيا التركيبية والتعليم والمنافسة وتطوير مجتمع مفتوح وتعاون.

تركز الفرق هنا على أهم الاتجاهات البحثية لدفع حدود البيولوجيا التركيبية من خلال معالجة المشكلات اليومية الشائعة التي يواجهها العالم ، مثل مقاومة البكتيريا للمضادات الحيوية.


شاهد الفيديو: مقاومة البكتريا للمضادات الحيوية الأعشاب الطبيعية واستخدامها قبل المضادات الحيوية د بيرج مترجم (كانون الثاني 2022).