به گفته محققان، تزریق جلبک های تولید کننده اکسیژن به قورباغه ها باعث می شود فعالیت مغز در صورت عدم وجود اکسیژن ادامه یابد.
بر خلاف گیاهان، حیوانات نمی توانند فتوسنتز را برای تولید اکسیژن خود انجام دهند، اما مغز ما برای تأمین حجم عظیمی از انرژی مورد نیاز برای عملکرد به اکسیژن تکیه می کند. در تحقیقی که امروز (13 اکتبر)21 مهر در علوم منتشر شد، محققان راهی برای مهار فتوسنتز برای تامین اکسیژن عصبی یافتند. آنها سیانوباکتری یا جلبک سبز را به قورباغه های Xenopus laevis تزریق کردند و اکسیژن را به حیوانات محروم کردند و باعث توقف فعالیت مغز شد. قرار دادن حیوانات در معرض نور، که به میکروب ها اجازه می داد از کربن دی‌اکسیدCO2 اکسیژن تهیه کنند، فعالیت عصبی را بازیابی کرد.
به گفته‌ی دیانا مارتینز، دانشمند عصب‌شناسی دانشگاه روان نیوجرسی که در این پژوهش مشارکتی ندارد:
مؤلفان از رویکرد آزمایشی قابل بازسازی برای بررسی تأثیر فعال‌سازی ارگانیزم‌های فتوسنتزی به‌عنوان راهی برای تولید مستقیم اکسیژن در مغز استفاده کردند. این پژوهش گامی مهم در
عصب شناس هانس استراکا از دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ LMU و گروهش به مصرف اکسیژن در مغز علاقه دارند و از یک تکنیک تثبیت شده استفاده می کنند که در آن سر یک سر بچه قورباغه را برداشته و برای چند روز زنده و عملکردی نگه می دارد. در یک محیط مایع که هم اکسیژن و هم مواد مغذی را تامین می کند. هنگام صرف ناهار، Straka و زیست شناس گیاه LMU، یورگ نیکلسن، درباره نحوه همکاری آنها در یک پروژه صحبت کردند. راه حل آنها بررسی کنید که آیا میکروارگانیسم های فتوسنتزی می توانند اکسیژن مغز را تامین کنند.
در مرحله‌ی بعدی آزمایش میرا چاوز روزاس، پژوهشگر پست دکترا از دانشگاه برن سوئیس، جلبک‌های سبز (Chlamydomonas reinhardtii) و سیانوباکتری‌ها (Synechocystis sp. PCC6803) را پرورش داد که هر دو با قرار گرفتن در معرض نور، اکسیژن تولید می‌کنند. دانشجوی فارغ‌التحصیل دیگری به نام سوزان اوزوگور از آزمایشگاه استراکا، بلافاصله پس از شکل‌گیری باله‌های جلویی بچه قورباغه‌ها مجموعه‌ای از جلبک‌ها و سیانوباکتری‌ها را در قلب آنها تزریق کرد. قلب قورباغه‌ها میکروب‌ها را به عروق مختلف از جمله عروق مغزی پمپ می‌کنند.
بر اساس مشاهدات، تراکم اکسیژن در بطن مغزی حیوانات بر اثر تابش نور افزایش یافت. در ابتدا رگه‌های جلبک و سیانوباکتری به جانداران تزریق شد. وقتی پژوهشگرها اکسیژن را از آب آنها خارج کردند، فعالیت مغزی جانداران بر اساس اندازه‌گیری‌های الکتریکی اعصاب متوقف شد؛ اما فعالیت مغزی آنها با قرار دادن حیوانات در معرض نور از سر گرفته شد. با خاموش کردن نور، فعالیت عصبی مجدداً متوقف شد.
آزمایش با موفقیت همراه بود؛ اما به گفته‌ی مارتینز، هنوز مشخص نیست بتوان از این یافته‌ها برای درمان شرایطی مثل فقر اکسیژن مغز استفاده کرد. او در پژوهش خود می‌نویسد:
اولین مسئله این است که قورباغه‌های Xenopus laevis شفاف هستند و نور به‌راحتی می‌تواند از پوست آنها عبور و دستگاه فتوسنتزی را برای تولید اکسیژن فعال کند. استفاده از این مکانیزم در حیوانات پیچیده‌تر کمی دشوار است؛ زیرا نور به‌راحتی نمی‌تواند از پوست آنها عبور کند و برای فعال‌سازی ارگانیزم‌های فتوسنتزی به عروق برسد. علاوه بر این، با اینکه اکسیژن کم می‌تواند مشکل‌ساز شود، اکسیژن زیاد هم می‌تواند آسیب‌های مغزی را تشدید کند. در نتیجه ناتوانی در کنترل سطوح اکسیژن از طریق ارگانیزم‌های فتوسنتزی می‌تواند به اندازه‌ی هیپوکسی (کم اکسیژنی) مخرب باشد
استراکا اذعان می کند که تحقیقات هنوز در مراحل اولیه است و فاصله‌ی زیادی با عملی شدن در سطح درمانی دارد. در آینده نزدیک ، تیم او روی چندین سوال متمرکز می شود، از جمله تأثیرات ایمونولوژیکی معرفی میکروارگانیسم های فتوسنتز کننده، و اینکه آیا قندهایی که میکروب ها تولید می کنند می تواند توسط مغز قورباغه مورد استفاده قرار گیرد یا خیر.
رایان کرنی، زیست‌شناسی که به بررسی پیوند بین جلبک و سمندر در کالج گتیسبرگ پنسیلوانیا می‌پردازد و در این پژوهش مشارکتی ندارد:
در طول دهه‌ی گذشته چند پروژه برای بررسی روابط پیوند مصنوعی با جلبک اجرا شدند تا به این ترتیب بتوانند فیزیولوژی مهره‌داران را دست‌کاری کنند.
کندی معتقد است روش‌هایی که در آنها میکروب به‌صورت مصنوعی به سلول یا بافت‌ها برای تغییر عملکرد آنها تزریق می‌شود به‌شدت نامنظم هستند و در مقایسه با روش‌های دست‌کاری ژنتیکی مثل کریسپر که ژن را هدف قرار می‌دهند، به‌درستی موشکافی نشده‌اند. ناشناخته‌ها و همچنین نمونه‌های جلبک پاتوژنی این روش را بسیار پرخطر می‌سازند اما جذابیت زیادی دارند.
های فن تک از شما دعوت می کند نظرات خود را در مورد این مقاله به اشتراک بگذارید.