تولید باکتری مقاوم در برابر همه ویروس‌ها با مهندسی ژنتیک

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما به نقل از «زی ام ئی ساینس» هر چند محققان نمی‌توانند تضمین کنند که هیچ ویروسی نمی‌تواند هرگز این گونه اصلاح شده ویروس E. coli را آلوده بسازد، اما از هیچکدام از انواع مختلف ویروس که آزمایش کردند قادر به نفوذ و آلوده کردن این باکتری نشد.

این فناوری می‌تواند تهدید آلودگی‌های ویروسی در هنگام استفاده از باکتری به عنوان «کارخانجات زیستی» (biofactories) برای تولید مواد مفیدی مانند انسولین و سوخت‌های زیستی را کاهش دهد. در ظروف مخصوص بزرگ باکتری، آلودگی ویروسی می‌تواند موجب توقف تولید یا از بین رفتن ایمنی دارو شده و میلیون‌ها دلار زیان بر جا بگذارد.

«آکو نیرژه» (Akos Nyerges) مولف اول این مطالعه تحقیقی و متخصص ژنتیک از دانشکده پزشکی دانشگاه هاروارد می‌گوید تیم تحقیقاتی او اولین فناوری قادر به طراحی ارگانیسم‌های مصون در برابر هرگونه ویروس شناخته شده را ابداع کرده است.

به گفته او، هر چند این محققان نمی‌توانند ادعا کنند که این باکتری بطور کامل در برابر ویروس‌ها مقاوم است، اما بر اساس بررسی‌های گسترده آزمایشگاهی و تحلیل محاسباتی، این تیم هیچ ویروسی را که قادر به آلوده کردن این ارگانیسم باشد پیدا نکرده اند.

کار این محققان در ادامه تلاش‌های گذشته مهندسان ژنتیک برای تولید باکتری‌های مقاوم در برابر ویروس انجام شده است. در سال گذشته یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه کمبریج ادعا کرد و اعتقاد داشت که گونه‌ای از باکتری «ای کولی» ساخته که در برابر ویروس‌ها مصون است. اما زمانی که نیرژه و همکارانش این ادعا را به بوته آزمایش گذاشتند ناامید شدند و دریافتند که به آسانی می‌توانند باکتری اصلاح شده قبلی را آلوده (به ویروس) کنند.

شیوه مورد استفاده محققان کمبریج برای جلوگیری از آلوده شدن باکتری «ای کولی» توسط ویروس‌ها مستلزم کاهش تعداد «کودان‌ها»‌ی این باکتری از حدود طبیعی ۶۴ به ۶۱ است. «کودان» (codons) زنجیره‌ای از «دی ان ای» یا «آر ان ای» از سه نوکلئوتید است که یک واحد از کدگذاری ژنوم را تشکیل می‌دهد. بدون کودان‌های مفقود، یک ویروس قادر احتمالا قادر به سرقت سلول‌های یک ارگانیسم نخواهد بود. این ایده جالبی بود، اما کامل نبود، زیرا هنوز برخی ویروس‌ها قادر به نفوذ بودند.

محققان هاروارد علاوه بر حذف کردن برخی از کودان‌ها همچنین یک نوع خاص از «آر ان ای» موسوم به «آر ان‌ای انتقالی» (tRNA) را اضافه کردند. با این کار زمانی که ویروس‌ها به باکتری «ای کولی» می‌گویند که پروتئین ویروسی را تولید کند، «آر ان ای»‌های انتقالی فریبنده اسید‌های آمینه اشتباهی را اضافه کردند و در نتیجه موجب پروتئین‌های ویروسی غیرکارکردی شدند. ویروس دیگر نمی‌توانست تکثیر شود و سلول‌های بیشتری را آلوده بسازد.

این فناوری ممکن است موجب نگرانی هم بشود. یک باکتری عاری از ویروس که بتواند فرار کند و وارد طبیعت شود یک خطر ترسناک بیولوژیک است، اما دانشمندان اقداماتی برای محافظت از این ارگانیسم اصلاح شده ژنتیکی و جلوگیری از هرگونه حادثه ناخواسته انجام داده اند.

باکتری‌ها ارگانیسم‌های کوچک تک سلولی هستند که همه جا بر روی زمین یافت می‌شوند و نقش حیاتی برای اکوسیستم‌های سیاره زمین دارند. بدن انسان نیز مملو از باکتری است و درحقیقت برآورد می‌شود که سلول‌های باکتریایی بیشتری در بدن انسان نسبت به سلول‌های انسانی وجود دارد.

این محققان می‌گویند که تکنیک ابداعی آن‌ها می‌تواند تبعات مهمی برای راهبرد‌های مهار زیستی (پیشگیری از انتقال بیماری / biocontainment) و تولید ارگانیسم‌های اصلاح شده ژنتیکی (GMOs) داشته باشد. بعلاوه، این تکنیک می‌تواند راه را برای استفاده ایمن از محصولات کشاورزی اصلاح شده ژنتیکی هموار کند و از این طریق گسترش بیماری را کاهش داده و بطور بالقوه امنیت غذایی را ارتقا بدهد.

با این حال برحی از کارشناسان همچنان هشدار می‌دهند که استفاده از ارگانیسم‌های اصلاح شده ژنتیکی حتی آن‌هایی که دارای تدابیر ایمنی داخلی خود هستند، نگرانی‌های اخلاقی و زیست محیطی را موجب می‌شود.