محققان از قطعات گرفته شده از یک مومیایی ایتالیایی برای بازسازی ژنوم باکتری چند صد ساله E. coli استفاده کردند. دانشمندان این باکتری را، یک عامل تهدید کننده برای سلامت جوامع انسانی می دانند. برای آشنایی بیشتر با این باکتری تا پایان مطلب با های فن تک همراه باشید.
یک تیم چندملیتی به سرپرستی دانشمندان دانشگاه مک مستر و دانشگاه پاریس سیته با استفاده از قطعات گرفته شده از سنگ صفراوی مومیایی قرن شانزدهم، اولین ژنوم باستانی E. coli را شناسایی و بازسازی کردند.
E. coli عامل اصلی مرگ و میر انسانها و تهدید کننده سلامت عمومی جوامع بشری است، اما یک بیماری همه گیرمحسوب نمی شود. بیشتر از آن به عنوان یک باکتری مشترک یاد می شود، نوعی باکتری که در درون ما زندگی می کند و ممکن است میزبان خود را در شرایط مناسب، مانند زمانی که فرد تحت فشار زیاد استرس و تنش قرار می گیرد، او را به بیماری زمینه ای یا نقص ایمنی آلوده کند.
به گفته کارشناسان، بسیاری از مکانیسم آن، مانند زمانی که ژن های جدید و مقاوم، آنتی بیوتیک دریافت می کنند؛ هنوز ناشناخته است.
برخلاف همه‌گیری‌های معروفی مانند مرگ سیاه، که قرن‌ها در طول تاریخ ادامه داشت و باعث مرگ 200 میلیون نفر در سراسر جهان شد؛ هیچ سوابق تاریخی از مرگ و میر ناشی از عواملی مانند ژنوم E. coli در جایی ثبت نشده است. با این حال، تأثیر آن بر سلامت و مرگ و میر انسان ها احتمالاً بسیار زیاد بود.
هندریک پوینار، متخصص ژنتیک تکاملی و محقق اصلی بخش DNA باستانی دانشگاه مک مستر و مایکل جی. دگروت مدیر موسسه تحقیقات بیماری‌های عفونی می گوید: «تمرکز بیشتر ما بر روی پاتوژن هایی است که، عامل بیماری همه گیر به عنوان تنها دلیل مرگ و میر دسته جمعی در گذشته، بار بزرگی را که ناشی از عوامل فرصت طلب ناشی از استرس زندگی است، از دست می دهد.»
انسان ها و حیوانات سالم اغلب در روده های خود نوع جدیدی از ژنوم E. coli را دارند. در حالی که اکثر انواع خوش خیم هستند، اما تعدادی از آنها ممکن است باعث شیوع شدید مسمومیت غذایی و ایجاد عفونت هایی در جریان خون شوند. این باکتری انعطاف پذیر و سازگار به ویژه در برابر درمان مقاوم است.
محققان اکنون فرصتی برای مقایسه چگونگی تغییر و تطبیق ژنوم باکتری‌های کنونی طی 400 سال گذشته به لطف کشف یک مومیایی 400 ساله دارند.
اجساد به خوبی حفظ شده گروهی از اشراف ایتالیایی که بقایای مومیایی شده آنها در مطالعه جدید مورد استفاده قرار گرفت، در صومعه سنت دومنیکو ماگیوره در نزدیکی ناپل در سال 1983 پیدا شد.
برای این مطالعه، محققان تجزیه و تحلیل دقیقی از یکی از افراد Giovani d’Avalos انجام دادند. یک نجیب زاده از دوره رنسانس، زمانی که با داشتن 48 سن در سال 1586 درگذشت و تصور می‌شد که از بیماری التهاب مزمن کیسه صفرا به دلیل سنگ‌های صفراوی رنج می‌برد.
جورج لانگ نویسنده ارشد و دانشجوی فارغ‌التحصیل بیوانفورماتیک در مک مستر که این تحلیل را با نویسنده ارشد جنیفر کلانک، دانشجوی سابق فارغ‌التحصیل دپارتمان انسان‌شناسی دانشگاه انجام داد، در این باره توضیح می‌دهد:« زمانی که ما این بقایا را بررسی می‌کردیم، هیچ مدرکی مبنی بر ابتلای این مرد به E. coli وجود نداشت. برخلاف عفونت هایی مانند آبله، هیچ شاخص فیزیولوژیکی وجود ندارد. هیچ‌کس نمی‌دانست این چیست؟!»
این شاهکار فناوری بسیار جالب است زیرا، باکتری E. coli پیچیده و در همه جا حاضر است. این ژنوم، نه تنها در خاک بلکه در میکروبیوم های خودمان نیز زندگی می کند. محققان مجبور شدند قطعاتی از باکتری مورد نظر را که در اثر آلودگی محیطی منابع تخریب شده بود، به دقت جدا کنند. آنها از مواد بازیابی شده برای بازسازی ژنوم استفاده کردند.
اریک دنامور، رهبر تیم فرانسوی، می‌گوید: «نتایج بسیار تکان‌دهنده بود، ما توانستیم این E. coli باستانی را شناسایی و بازسازی کنیم. این ژنوم، در یک گروه فیلوژنتیکی از ویژگی‌های همگن انسان قرار می‌گیرد که، امروزه هنوز هم باعث ایجاد سنگ کیسه صفرا می‌شود.»
لانگ می‌گوید: «ما توانستیم یک عامل بیماری‌زای فرصت‌طلب را شناسایی کنیم، عملکردهای ژنوم آن را بررسی کرده و دستورالعمل‌هایی را برای کمک به محققانی که ممکن است در حال کاوش سایر پاتوژن‌های پنهان باشند، ارائه دهیم.»