تأثير الجاذبية الصغرى على الفيروسات والبكتيريا في الفضاء

تستكشف هذه المقالة تأثير الجاذبية الصغرى على الفيروسات والبكتيريا في الفضاء، وكيف يمكن أن تؤثر هذه التفاعلات على صحتنا.

تأثير الجاذبية الصغرى على الفيروسات والبكتيريا في الفضاء

في دراسة جديدة، كانت الفيروسات التي تصيب البكتيريا الأرضية لا تزال قادرة على إصابة أجسامها الإشريكية القولونية المضيفين في ظروف “الجاذبية الصغرى” التي تقترب من انعدام الوزن على متن محطة الفضاء الدولية، لكن ديناميكيات التفاعلات بين الفيروسات والبكتيريا تختلف عن تلك التي لوحظت على الأرض. يقدم فيل هاس من جامعة ويسكونسن ماديسون بالولايات المتحدة الأمريكية وزملاؤه هذه النتائج في 13 كانون الثاني (يناير) في مجلة الوصول المفتوح بلوس علم الأحياء.

التفاعلات بين العاثيات والبكتيريا

تلعب التفاعلات بين العاثيات – الفيروسات التي تصيب البكتيريا – ومضيفيها دورًا أساسيًا في النظم البيئية الميكروبية. غالبًا ما توصف البكتيريا بأنها في “سباق تسلح” تطوري، حيث يمكنها تطوير دفاعات ضد العاثيات، بينما تطور العاثيات طرقًا جديدة لإحباط الدفاعات. في حين تمت دراسة التفاعلات بين الفيروسات والبكتيريا على نطاق واسع على الأرض، فإن ظروف الجاذبية الصغرى تغير فسيولوجيا البكتيريا وفيزياء تصادمات الفيروسات والبكتيريا، مما يعطل التفاعلات النموذجية.

دراسة تأثير الجاذبية الصغرى

ومع ذلك، فقد استكشفت دراسات قليلة تفاصيل كيفية اختلاف ديناميكيات البكتيريا العاثيات في الجاذبية الصغرى. ولمعالجة هذه الفجوة، قام هاس وزملاؤه بمقارنة مجموعتين من البكتيريا الإشريكية القولونية عينات مصابة بالعاثية المعروفة باسم T7 – ​​مجموعة واحدة محتضنة على الأرض والأخرى على متن محطة الفضاء الدولية.

أظهر تحليل عينات المحطة الفضائية أنه بعد تأخير أولي، نجحت فج T7 في إصابة الفيروس الإشريكية القولونية. ومع ذلك، كشف تسلسل الجينوم الكامل عن اختلافات ملحوظة في كل من الطفرات الجينية البكتيرية والفيروسية بين عينات الأرض مقابل عينات الجاذبية الصغرى.

نتائج الدراسة

تراكمت عاثيات المحطة الفضائية تدريجياً طفرات محددة يمكن أن تعزز عدوى العاثيات أو قدرتها على ربط المستقبلات على الخلايا البكتيرية. وفي الوقت نفسه، المحطة الفضائية الإشريكية القولونية الطفرات المتراكمة التي يمكن أن تحمي من العاثيات وتعزز نجاح البقاء على قيد الحياة في ظروف شبه انعدام الوزن.

ثم طبق الباحثون تقنية عالية الإنتاجية تُعرف باسم المسح الطفري العميق لفحص التغيرات في بروتين ربط مستقبل T7 عن كثب، والذي يلعب دورًا رئيسيًا في العدوى، مما يكشف عن المزيد من الاختلافات المهمة بين ظروف الجاذبية الصغرى مقابل ظروف الأرض. ربطت تجارب إضافية على الأرض هذه التغييرات المرتبطة بالجاذبية الصغرى في بروتين ربط المستقبلات بزيادة النشاط ضد الإشريكية القولونية السلالات التي تسبب التهابات المسالك البولية لدى البشر وعادة ما تكون مقاومة لـ T7.

استنتاجات

بشكل عام، تسلط هذه الدراسة الضوء على إمكانية إجراء أبحاث العاثيات على متن محطة الفضاء الدولية للكشف عن رؤى جديدة حول التكيف الميكروبي، مع احتمال وجود صلة بين استكشاف الفضاء وصحة الإنسان.

يضيف المؤلفون: “يغير الفضاء بشكل أساسي كيفية تفاعل العاثيات والبكتيريا: تتباطأ العدوى، ويتطور كلا الكائنين على طول مسار مختلف عما هو عليه على الأرض. ومن خلال دراسة تلك التكيفات الفضائية، حددنا رؤى بيولوجية جديدة سمحت لنا بهندسة العاثيات بنشاط متفوق بكثير ضد مسببات الأمراض المقاومة للأدوية على الأرض”.

في تغطيتك، يرجى استخدام عنوان URL هذا لتوفير الوصول إلى الورقة المتوفرة مجانًا بلوس علم الأحياء: