اكتشف الباحثون في التخنيون كيف تتعامل البكتيريا المعوية مع التغيرات في بيئتها المعيشية - من خلال التنوع الجيني القابل للعكس
قامت الدكتورة نعمة جيفا-زاتورسكي وطالب الدكتوراه نداف بن آسا من كلية الطب في رابابورت مع زملاء من جامعة هارفارد بفك رموز آلية التباين الوراثي القابل للعكس مما يساعد البكتيريا المعوية على التكيف مع التغيرات في بيئتها المعيشية. ونشرت النتائج في المجلة بحوث الأحماض النووية "عراف الضوء" تم نشره بواسطة أكسفورد.
تعد بكتيريا الأمعاء مجموعة كبيرة جدًا من الكائنات الحية في الميكروبيوم البشري. لقد تطورت هذه البكتيريا على مدى مئات الملايين من السنين بالتطور المشترك مع الإنسان وأسلافه، حتى اليوم لا يمكننا العيش بدونها؛ فهي ضرورية لحسن سير العمل في الجهاز المناعي وصحة الجسم بأكمله.
البكتيريا المعوية مطلوبة للتعامل معديناميكية اتساع الأمعاء، أي مع التغيرات الهيكلية والميكانيكية والكيميائية التي تحدث فيها بشكل مستمر. ومن الآليات التي تساعدهم في ذلك تغييرات سريعة وقابلة للعكس في جينوماتها، استجابة للتحفيز الخارجي.
وفي المقال المعني سنتناول هذه الآلية في إحدى البكتيريا الشائعة في الأمعاء،العصوانية الهشة . هذه البكتيريا قادرة لتحل محل مناطق محددة في تسلسلها الجيني. وركز الباحثون على دور هذه القدرة في التأثير على التعبير الجيني للبكتيريا.
وقام الباحثون بفحص التعبيرات الجينية لتلك التغيرات (البديلة) ووجدوها تغييرات واسعة النطاق في الجينوم البكتيري. يقول الدكتور جيفا زاتورسكي: "من بين أمور أخرى، وجدنا تغيرات في السكريات المحيطة بالبكتيريا". "تشكل هذه السكريات نوعًا من "بطاقة الهوية" التي تساعد البكتيريا على التواصل مع البيئة. وبالتالي فهي تساعد الجسم أيضًا، وبشكل أكثر تحديدًا جهاز المناعة، على تحديد نوع البكتيريا والاستجابة لها. ولذلك، فإننا نفترض أن التغيرات في الأمعاء تغير هذا المعرف، وبالتالي تسمح لخلايانا بالاستجابة للبكتيريا بطرق مختلفة."
التغيرات الجينية القابلة للعكس
ويؤكد الباحثون أن هذه هي التغيرات الجينية تفريغ والتي تعتمد على استبدال مناطق في الجينوم في النظام المركزي في البكتيريا. ولذلك، فإن لهذه البدائل تأثيرات واسعة النطاق على التعبير الجيني للبكتيريا، بما في ذلك على الجزيئات الأساسية المختلفة.
تم إجراء التحليل الجيني باستخدام SMRT - وهي تقنية مبتكرة لعلوم المحيط الهادئ (PacBio) تم تطويرها في العقد الماضي. تتيح هذه التقنية رسم تسلسلات طويلة في جزيئات الحمض النووي، علاوة على ذلك، تحديد التعديلات اللاجينية على جزيئات الحمض النووي. في النظام المدروس، أثرت البدائل في الجينوم على التعديلات الجينية والتعبير الجيني للبكتيريا بأكملها. كما يتمتع هذا النظام بقدرات الكشف عن العوامل المعادية، مثل العاثيات، وهذا ما تتناوله الأبحاث اللاحقة التي تجرى حاليا في المختبر.
تم دعم هذا البحث من قبل صندوق رئيس التخنيون، وزمالة ألون، ومؤسسة ISF، ومؤسسة عائلة أبلباوم، وغوتويرت، ومنظمة حدود الإنسان.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
