خانه / تازه‌ها / بیوتکنولوژی / انسان و باکتری‌ از زبان مشخصی برای ارتباط استفاده می‌نمایند

انسان و باکتری‌ از زبان مشخصی برای ارتباط استفاده می‌نمایند

بدن ما دارای یک رابطه همزیستی با میلیارها باکتری موجود در بدن ما می‌باشد. در این رابطه متقابل، انسان و باکتری‌ها به یکدیگر کمک نموده و حتی از زبان مشخصی برای ایجاد ارتباط استفاده می‌نمایند. نتایج تحقیقات پژوهشگران دانشگاه راکفلر نشان داد برخی تشابهات بدست آمده ممکن است دریچه‌ای برای استفاده درمانی از فلور باکتری‌های مهندسی شده علیه بیماریها گردد.

فلور دستگاه گوارش
کاندیدا آلبیکن نمونه‌ای قارچ‌هایی است که در دستگاه گوارش وجود دارد (تصویر از ویکیپدیا)

نتایج تحقیقات نشان داد سلول باکتری و انسانی از بسیاری جهات با یکدیگر متفاوت می‌باشند اما از یک زبان مشترک شیمیایی و مولکولی استفاده می‌کنند که لیگاند نامیده می‌شود. با توجه به این موضوع پژوهشگران روشی را برای تغییر مهندسی باکتریها ایجاد نمودند که باکتریها مولکول ویژه‌ای را تولید نمایند که با تفییر در مسیر متابولیسمی ذر انسانها منجر به درمان برخی از بیماریها گردد. پژوهشگران برای بررسی سیستم ابداع شده باکتریهای مهندسی شده را به موشها تلقیح نمودند. نتایج تلقیح این باکتریها منجربه کاهش سطح قند خون و دیگر متابولیتها در موشها گردید.

تقلید سیستم مولکولی

این روش شامل روابط قفل و کلید مانند لیگاندها و رسپتورها می‌باشد. لیگاندها به رسپتورهای سطح سلولهای انسانی متصل شده و اثر ویژه بیولوژیکی را ایجاد می‌نمایند. در این مورد مولکولهایی که از باکتری‌ها منشأ گرفته‌اند رفتار لیگاندهای انسانی را تقلید نموده و به کلاسی از رسپتورها به نام رسپتورهای پروتئین‌های جی متصل می‌شوند.

بسیاری از رسپتورهای پروتئین‌های جی موجب بیماریهای متابولیکی می‌شوند. برادلی، رهبر این مطالعه می‌گوید: مهم‌ترین هدف دارو درمانی‌ها رسپتورهای پروتئین جی می‌باشند. آن‌ها به صورت معمول در سیستم گوارشی وجود دارند، جایی که باکتری‌های سیستم گوارشی یافت می‌شوند. بنابراین چنانچه شما قصد دارید با باکتری‌های به زبان شیمایی صحبت کنید می‌بایست به سیستم گوارشی انسان مراجعه نمایید. باکتری‌ها بخشی از فلور میکروبی موجود می‌باشند، جمعیت بزرگی از میکروب‌ها در بدن انسان وجود دارند.

در مطالعه‌ای که توسط کهن و بردلی انجام شد، در باکتری‌های سیستم گوارشی تغییر ژنتیکی ویژه‌ای به وجود آوردند. این باکتری‌های لیگاندهای ویژه‌ای به نام، ان-اسیل آمید را تولید می‌نمایند که به رسپتور ویژه‌ای به نام جی.پی.آر ۱۱۹ متصل می‌گردد. این رسپتور در تنظیم گلوکز و اشتها نقش دارد و پیشتر از جمله اهداف درمانی در دیابت و چاقی بوده است. لیگاند باکتریایی مهندسی شده بسیار شبیه به ساختار لیگاند انسانی می‌باشد.

تغییر سیستم

کهن از جمله پژوهشگران این طرح می‌گوید، در بین مزیت‌های کار با باکتری‌ها، مهم‌ترین مزیت این می‌باشد که تغییر ژن‌ها در باکتری‌ها بسیار ساده‌تر تغییر ژن در انسان می‌باشد و اطلاعات بیشتری در مورد ژن‌های انسانی وجود دارد. حتی در برخی موارد تمام ژن‌های باکتری‌های درون بدن انسان توالی یابی شده‌اند.

در پژوه های قبلی در آزمایشگاه بردلی میکروب‌های مورد نیاز برای اهداف درمانی از خاک استخراج می‌شدند. اما در مورد پژوهش جاری به منظور استخراج باکتری‌های دستگاه گوارش و مهندسی ژنوم آنها، از مدفوع انسانی استفاده گردیده است. هنگامی که این پژوهشگران ژن‌های مورد نظر را استخراج نمودند آنها را درون باکتری اشرشیا کولی، کلون نمودند تا آنها تکثیر آنها ساده‌تر شود. سپس آنها توانستند مولکولهای تولید شده توسط باکتری تراریخته را شناسایی نمایند.

اگرچه آنها میکروارگانیسم‌های غیر انسانی می‌باشند اما این تفکر که لیگاندهای تولید شده توسط آنها خارجی می‌باشند اشتباه می‌باشد و این لیگاندها با بدن انسان سازگاری خواهد داشت. باید توجه داشت که روابط ضدیت بین باکتری‌ها و بدن انسان وجود ندارد و آنها بخشی از فیزیولوژی بدن انسان می‌باشند. کاری که ما انجام می‌دهیم تغییر در ژنوم آنها به منظور ایجاد مزیت‌های بیشتر می‌باشد.

بردلی می‌گوید، در حقیقت این اولین قدم از عملکرد مولکولها با منشأ باکتریایی می‌باشد و می‌تواند نتایج امیدوار کننده‌ای را به ارمغان بیاورد. وی می‌گوید هدف بعدی از تشخیص سیستماتیک روابط شیمایی بین باکتری‌ها در سیستم گوارشی بدن انسان می‌باشد.

منبع:

Louis J. Cohen, Daria Esterhazy, Seong-Hwan Kim, Christophe Lemetre, Rhiannon R. Aguilar, Emma A. Gordon, Amanda J. Pickard, Justin R. Cross, Ana B. Emiliano, Sun M. Han, John Chu, Xavier Vila-Farres, Jeremy Kaplitt, Aneta Rogoz, Paula Y. Calle, Craig Hunter, J. Kipchirchir Bitok, Sean F. Brady. Commensal bacteria make GPCR ligands that mimic human signalling molecules. Nature, 2017;DOI: 10.1038/nature23874

 Hughes DT, Sperandio V. Inter-kingdom signalling: communication between bacteria and their hosts. Nat Rev Microbiol. 2008 Feb;6(2):111-20. DOI: 10.1038/nrmicro1836

Rockefeller University. 2017. Engineered gut flora who can have beneficial effects on disease. Retrieved from thecellule.com, available online at: http://taq.ir/1396/06/13/2286

 

درباره حمید احمدیان مقدم

من به علوم و فناوری های نوین علاقه مند هستم!

این نوشته هم جالبه!

نانوذرات طلا

کنترل از راه دور رهاسازی داروی ضدسرطان به داخل تومور

پژوهشگران به دنبال انتقال مقدار زیادی از داروی های ضدسرطانی به داخل تومور می‌باشند. نتیجه …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *