الائتمان: الدكتور تيم بلاور ، جامعة دورهام
تأمل دراسة جديدة بقيادة فريق من علماء الأحياء من جامعة دورهام بالمملكة المتحدة ، بالتعاون مع جامعة ليفربول وجامعة نورثمبريا ونيو إنجلاند بيولابس ، في استغلال أنظمة الدفاع المميزة حديثًا في البكتيريا لمقارنة التغييرات في الجينوم البشري.
يعمل الطلاب الجامعيين في جامعة دورهام أيضًا على هذا البحث لإثبات الأعمال المعقدة للمناعة الفطرية البكتيرية.
طورت البكتيريا العديد من أنظمة الدفاع لحماية نفسها من الفيروسات التي تسمى العاثيات. تم بالفعل تطوير العديد من هذه الأنظمة إلى أدوات تقنية حيوية مفيدة ، مثل تحرير الجينات ، حيث يتم إجراء تغييرات صغيرة على الهدف الحمض النووي.
أظهر الباحثون أن نظامين دفاعيين يعملان بطريقة تكميلية لحماية البكتيريا من العاثيات.
نظام واحد يحمي البكتيريا من العاثيات التي لم يكن لديها أي تعديلات على حمضها النووي.
الائتمان: الدكتور تيم بلاور ، جامعة دورهام
تقوم بعض العاثيات بتعديل الحمض النووي الخاص بها لتجنب نظام الدفاع الأول هذا. نظام ثان ، يسمى BrxU ، يحمي البكتيريا من تلك العاثيات مع تعديل الحمض النووي ، وبالتالي توفير طبقة ثانية من الدفاع.
قام الباحثون ببناء صورة ثلاثية الأبعاد مفصلة للغاية لـ BrxU لفهم أفضل لكيفية حمايتها من العاثيات ذات الحمض النووي المعدل.
تمتلك BrxU القدرة على أن تكون أداة تقنية حيوية أخرى مفيدة ، لأن نفس تعديلات الحمض النووي التي يتعرف عليها BrxU تظهر في جميع أنحاء الجينوم البشري ، وتتغير في السرطان والأمراض التنكسية العصبية.
قال كبير مؤلفي الدراسة ، الدكتور تيم بلاور ، الأستاذ المشارك وزميل جائزة معهد ليستر في قسم العلوم البيولوجية بجامعة دورهام: "إن القدرة على التعرف على الحمض النووي المعدل أمر بالغ الأهمية ، حيث توجد تعديلات مماثلة في جميع أنحاء الحمض النووي للجينوم البشري .
"هذه الطبقة الإضافية من المعلومات ،" الإبيجينوم "، تتغير مع نمونا ، وتتغير أيضًا في حالات السرطان والأمراض التنكسية العصبية.
"إذا تمكنا من تطوير BrxU كأداة للتكنولوجيا الحيوية لرسم خرائط لهذا الإيبيجينوم ، فسوف يغير فهمنا للمعلومات التكيفية التي تتحكم في نمونا وتطور المرض."
تم نشر نتائج الدراسة من المؤلف الرئيسي الدكتور ديفيد بيكتون وزملاؤه في المجلة بحوث الأحماض النووية.
كان الطلاب الجامعيين البالغ عددهم 97 الذين شاركوا في هذا العمل في السنوات الأخيرة من درجة البكالوريوس أو درجة MBiol في قسم العلوم البيولوجية ، جامعة دورهام.
كجزء من ورشة عمل علم الأحياء الدقيقة المصممة لتوفير التدريس الذي يقوده البحث ، تم تكليفهم بعزل عاثيات جديدة للدراسة. لحسن الحظ ، لا تضر هذه العاثيات بالبشر ، ولكن تمامًا كما يستجيب نظام المناعة البشري للعدوى ، اضطرت البكتيريا إلى تطوير أجهزتها المناعية التي تحمي من العاثيات.
تم جمع الجراثيم من نهر وير وبرك الكلية والممرات المائية الأخرى حول دورهام. ثم تم استخدامها لاختبار المناعة الفطرية للعاثيات في E. كولاي بكتيريا.
المرجع: "تستخدم جزيرة دفاع العاثيات للبلازميد المقاوم للأدوية المتعددة كلاً من تقييد BREX والنوع الرابع للحماية التكميلية من الفيروسات" بقلم ديفيد بيكتون وإيفيت لويتن وريتشارد مورجان وأندرو نيلسون ودارين سميث وديفيد درايدن وجاي هينتون وتيم بلاور ، 17 أكتوبر 2021، بحوث الأحماض النووية.
DOI: 10.1093 / nar / gkab906
تم تمويل البحث في المملكة المتحدة من قبل مجلس أبحاث التكنولوجيا الحيوية والعلوم البيولوجية ، شراكة تدريب الدكتوراه في نيوكاسل وليفربول ودورهام ، ومعهد ليستر للطب الوقائي ، ومعهد العلوم الفيزيائية الحيوية بجامعة دورهام ، وويلكوم ترست.
