حل یک معمای باکتریایی توسط دانشمندان پرینستون
به گزارش سیناپرس اردبیل، کلنی های باکتری اغلب به صورت رگه هایی روی ظروف در آزمایشگاه ها رشد می کنند، اما هیچ کس متوجه نشده است که چگونه کلنی ها خود را در محیط های سه بعدی (3-D) ، مانند بافت ها در بدن انسان یا خاک و رسوبات موجود در محیط قرار می دهند و حفظ می‌کنند.
تیم دانشگاه پرینستون اکنون روشی را برای مشاهده باکتری ها در محیط های سه بعدی توسعه داده اند. آنها کشف کردند که وقتی باکتری ها رشد می کنند، به طور مداوم شکل های خشن و جذابی را تشکیل می دهند که شبیه سر شاخه ای از کلم بروکلی است. سوجیت داتا، استادیار مهندسی شیمی و بیولوژیکی در پرینستون و نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید: «دیدن رشد باکتری‌ها را در بافت‌ها یا خاک‌ها قابل مشاهده نیست، نمی‌توان دید که کلنی ها چه می‌کنند. این واقعاً چالش بزرگی است».
گروه تحقیقاتی داتا این رفتار را با استفاده از یک مجموعه آزمایشی پیشگامانه کشف کردند که آنها را قادر می‌سازد تا مشاهداتی از کلونی‌های باکتریایی در حالت طبیعی و سه بعدی خود انجام دهند. دانشمندان کشف کردند که رشد باکتری ها به طور مداوم شبیه سایر پدیده های طبیعی مانند رشد کریستال ها یا گسترش یخ زدگی بر روی شیشه پنجره است.
داتا می‌گوید: «این نوع اشکال خشن و شاخه‌دار در طبیعت در همه جا وجود دارند، اما معمولاً در زمینه رشد یا تجمع سیستم‌های غیرزنده هستند. آنچه که ما دریافتیم این است که رشد سه بعدی کلنی های باکتریایی مجموعه ای از موجودات زنده هستند». این توضیح جدید در مورد چگونگی رشد کلنی‌های باکتری اخیراً در مجله مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شده است. داتا و همکارانش امیدوارند که اکتشافات آنها به طیف گسترده ای از تحقیقات رشد باکتری مانند ایجاد داروهای ضد میکروبی موثر تا تحقیقات دارویی، پزشکی و محیطی، و همچنین روش هایی برای استفاده صنعتی کمک کند.
این دیدگاه جدید از زمان و مکان رشد سلول‌ها به صورت سه بعدی برای هر کسی که علاقه‌مند به رشد باکتری است، مانند کاربردهای محیطی، صنعتی و زیست‌پزشکی، جالب خواهد بود. برای چندین سال، تیم تحقیقاتی داتا در حال توسعه سیستمی بوده است که به آنها اجازه می‌دهد پدیده‌هایی را که معمولاً در محیط‌های غیر شفاف پنهان می‌شوند، مانند خاک، تجزیه و تحلیل کنند. مواد داتا از توپ‌های بسیارریز هیدروژل تشکیل شده‌اند که به راحتی توسط باکتری‌ها تغییر شکل می‌دهند، اجازه عبور آزادانه اکسیژن و مواد مغذی را می‌دهند که از رشد باکتری‌ها حمایت می‌کنند و در برابر نور شفاف هستند.
این مانند یک گودال توپ است که در آن هر توپ یک هیدروژل جداگانه است. داتا گفت:« آنها میکروسکوپی هستند، بنابراین شما واقعا نمی توانید آنها را ببینید. تیم تحقیقاتی ترکیب هیدروژل را برای تقلید از ساختار خاک یا بافت کالیبره کردند. هیدروژل به اندازه کافی قوی است که از کلنی باکتریایی در حال رشد محافظت می‌کند.
محققان آزمایشاتی را با چهار گونه مختلف باکتری انجام دادند تا ببینند باکتری ها چگونه رشد می کنند. محققان توانستند مدل های ریاضی استاندارد را برای انعکاس رشد باکتری تطبیق دهند. تحقیقات آینده احتمالاً بر درک بهتر مکانیسم‌های رشد، پیامدهای شکل‌های رشد برای عملکرد کلنی‌ها و به کارگیری این درس‌ها در سایر زمینه‌های مورد علاقه تمرکز خواهند کرد. در نهایت، این کار ابزارهای بیشتری را برای درک و در نهایت کنترل نحوه رشد باکتری ها در طبیعت به ما می دهد».
منبع: new atlas
مترجم: پریناز نصرتی
