باکتری ها برای مصون ماندن از باکتری خورها چرت می‌زنند!

0
3
باکتری خورها
باکتری خورها

شما چه موقع چرت می‌زنید؟ پاسختان هر چه که باشد، احتمالا خواستید خودتان را در برابر چیزی مخافظت کنید؛ خستگی، درد، ناراحتی و غیره. جالب است بدانید تنها نیستند و به جز بقیه انسان‌ها، باکتری‌ها هم همین کار را می‌کنند! مطالعه جدیدی نشان داده یک چرت بلند و مرغوب بهترین ابزار باکتری‎ها برای محافظت از خودشان در برابر باکتری خورها است.

محققان دانشگاه راکفلر نشان داده‌اند میکروب‌های تخت حمله، دفاعشان را نه فقط روی مهاجمان بلکه روی خودشان هم متمرکز می‌کنند. این اقدام موثر باکتری را نمی‌کشد و آن را در حالت خاموش قرار می‌دهد. حالتی که از توزیع عفونت جلوگیری می‌کند.

ویروسی به نام باکتریوفاژ یا همان باکتری خور یکی از دشمنان اصلی باکتری‌هاست. این پاتوژن‌ها با تزریق ژنومشان به میکروب‌های غیرمشکوک، پخش می‌شوند. سپس سلول میزبان می‌ترکد و فرزندان باکتری خورها برای آلوده کردن سایر اعضای کلونی باکتریال آزاد می‌شوند.

باکتری‌ها برای کاهش اثر چنین حملاتی، باید مکانیزم‌های ایمنی با نام کریسپر (CRISPR) شکل بدهند. این مکانیزم با نام کامل تناوب‌های کوتاه پالیندروم فاصله‌دار منظم خوشه‌ای به کمک آنزیم‌های کاس مواد ژنتیکی خارجی را شناسایی و نابود می‌کنند.

میکروب‌ها سیستم‌های CRISPR زیادی در دسترسشان دارند. یکی از این سیستم‌ها به خاطر استراتژی منحصر به فردش برای دفع مهاجمان توجه تیم تحقیقاتی را جلب کرد. اکثر آنزیم‎های کاس DNA ویروسی را نابود می‌کنند اما این آنزیم با نام Cas13، از طریق شکافتن RNA عمل می‌کند!

محققان ابتدا گمان کردند این آنزیم برای جلوگیری کردن از پیشرفت باکتری خور در ژنوم‌های RNA تکامل یافته است. مشکل اینجاست که باکتری خورهای RNA بسیار نادر هستند. همین محققان را به این فکر انداخت که ببینند این باکتری‌خور کارایی دیگری هم دارد یا نه.

در ساختنی بخوانید :
اخبار علمی : ولوکوپتر ؛ یک هلیکوپتر برقی با 18 ملخ

مطالعات بیشتر نشان داد آنزیم Cas13 در واقع با ژنوم‌های DNA که خیلی رایج‌تر هستند، از باکتری محافظت می‌کند. اما این سوال باقی ماند که چطور یک آنزیم کاهنده RNA از میکروب‌ها در برابر این ویروس محافظت می‌کند.

بعد از یک سری آزمایش، محققان متوجه شدند آنزیم Cas13 با معیوب کردن باکتری‌ها از آنها محافظت می‌کند! به این ترتیب که آنزیم تکه‌هایی از RNA میزبان را می‌برد و باکتری را در حالت خاموش قرار می‌دهد. نوعی حالت استراحت که در آن میکروب‌ها نمی‌میرند اما رشد هم نمی‌کنند. این استراتژی به این خاطر جواب می‌دهد که ویروس‌ها برای تکثیر به RNA میزبان نیاز دارند.

باکتری خورها در واقع نوعی انگل هستند. یعنی تمام عناصر لازم برای انتشار را ندارند و به میزبان وابسته‌اند. اگر سلول میزبان این عناصر را نسازد، باکتری‌خور نمی‌تواند تکثیر بشود.

محققان همچنین کشف کردند که آنزیم Cas13 نسبت به سایر آنزیم‌های کاس، ویروس‌ها را کاملتر می‌کشد. سیستم‌های کاس کریسپر استاندارد به شدن خاص هستند و آن بخش‌هایی از DNA را می‌برند که با یک توالی ژنتیکی دقیق تطبیق دارند. اگرچه این ویژگی خاص می‌تواند یک مزیت مهم باشد اما یک ایراد بزرگ دارد. اگر ویروسی جهش بیاید، کریسپر نمی‌تواند مهاجم را شناسایی کند و باکتری خور بدون آسیب فرار می‌کند. این در حالیست که محققان در آنزیم Cas13 هیچ فاژ فراری و جهش‌یافته‌ای پیدا نکردند.

محققان گمان می‌کنند این قدرت مقابله با ویروس بی‌همتا به این خاطر است که خواب سلولی فقط یک ویروس را مورد هدف قرار نمی‌دهد و به جای آن امکان تکثیر هر باکتری خوری را از بین می‌برد. شاید یک چرت کوتاه برای موجودی مثل میکروب خیلی زیاد به نظر نیاید، اما موفقیت Cas13 نه از سطح فردی بلکه از کل باکتری ناشی می‌شود.

در ساختنی بخوانید :
گل رز الکترونیکی توسط دانشمندان سوئدی ساخته شد

منبع