توانایی باکتری‌ها برای ایجاد ایمنی قوی در برابر ویروس‌ها

به گزارش ایسنا و به نقل از فیز، پژوهشگران "دانشگاه دورام"(Durham University) با همکاری پژوهشگران "دانشگاه لیورپول"(University of Liverpool)، "دانشگاه نورث‌آمبریا"(Northumbria University) و شرکت "نیوانگلند بیولبز"(New England Biolabs)، پژوهش مشترکی را انجام داده‌اند و امیدوارند که بتوانند از سیستم‌های دفاعی جدیدی در باکتری‌ها برای مقایسه تغییرات ژنوم انسان استفاده کنند.

دانشجویان دانشگاه دورام نیز روی این پژوهش کار کرده‌اند تا عملکرد پیچیده ایمنی ذاتی باکتری‌ها را نشان دهند.

باکتری‌ها برای محافظت از خود در برابر ویروس‌های موسوم به "باکتریوفاژ"(Bacteriophage)، بسیاری از سیستم‌های دفاعی خود را تکامل بخشیده‌اند. بسیاری از این سیستم‌ها به ابزارهای زیست‌فناوری سودمندی تبدیل شده‌اند؛ مانند ویرایش ژن که طی آن تغییرات کوچکی در DNA مورد نظر ایجاد می‌شود.

پژوهشگران در این پروژه نشان داده‌اند که دو سیستم دفاعی به طور مکمل برای محافظت از باکتری‌ها در برابر باکتریوفاژها کار می‌کنند. 

یک سیستم، از باکتری‌ها در برابر باکتریوفاژهایی که هیچ تغییری در DNA آنها ایجاد نکرده است، محافظت می‌کند. 

برخی از باکتریوفاژها، DNA خود را تغییر می‌دهند تا از نخستین سیستم دفاعی باکتری‌ها جلوگیری کنند. سیستم دوم موسوم به "BrxU"، با استفاده از DNA اصلاح‌شده، از باکتری‌ها در برابر باکتریوفاژها محافظت می‌کند و بدین ترتیب، لایه دوم دفاعی را ارائه می‌دهد.

پژوهشگران، یک تصویر سه‌بعدی بسیار دقیق از BrxU تهیه کردند تا بهتر بفهمند که این سیستم دفاعی چگونه با DNA اصلاح‌شده، از باکتری‌ها در برابر باکتریوفاژها محافظت می‌کند.

سیستم دفاعی BrxU، این قابلیت را دارد که یکی دیگر از ابزارهای سودمند زیست‌فناوری باشد زیرا همان تغییرات DNA که BrxU آنها را تشخیص می‌دهد، در سراسر ژنوم انسان ظاهر می‌شوند و در سرطان و "بیماری‌های نورودژنراتیو"(Neurodegenerative Disease) وجود دارند.

دکتر "تیم بلور"(Tim Blower)، از پژوهشگران این پروژه گفت: توانایی تشخیص DNA اصلاح شده، بسیار مهم است زیرا تغییرات مشابهی در سراسر DNA ژنوم انسان رخ می‌دهد. این لایه اضافی از اطلاعات که "اپی ژنوم"(Epigenome) نام دارد، با رشد کردن ما تغییر می‌یابد و در شرایطی مانند بروز سرطان و بیماری‌های نورودژنراتیو نیز تغییر می‌کند. اگر بتوانیم BrxU را به عنوان یک ابزار زیست‌فناوری برای ترسیم این اپی ژنوم توسعه دهیم، درک ما را در مورد اطلاعات تطبیقی که رشد و پیشروی بیماری ما را کنترل می‌کنند، تغییر خواهد داد. 

دانشجویانی که در این پژوهش شرکت داشتند، به عنوان بخشی از پروژه کارگاه میکروبیولوژی خود موظف شدند تا باکتریوفاژهای جدید را برای بررسی ارائه دهند. این باکتریوفاژها به انسان آسیب نمی‌رسانند اما درست زمانی که سیستم ایمنی بدن انسان نسبت به عفونت‌ها واکنش نشان می‌دهد، باکتری‌ها مجبور می‌شوند سیستم دفاعی خود را که از آنها در برابر باکتریوفاژها محافظت می‌کند، تکامل بدهند. باکتریوفاژها از رودخانه "ریور ویر"(River Wear)، حوضچه‌های محوطه دانشگاه و سایر آبراه‌های اطراف دورام جمع‌آوری شده بودند.

این پژوهش، در مجله "Nucleic Acids Research" به چاپ رسید.

انتهای پیام