Bagaimana anda merayakan Tahun Phage? Walaupun anda tidak pernah mendengar tentang virus-virus membunuh bakteria kecil ini, anda pastinya menemui mereka. Trillions of bacteriophages, atau phages, dan virus serupa ada di planet ini, dan di banyak tempat mereka bahkan melebihi jumlah bakteria tempatan.
Kandungan Terkait
- Gumpalan Darah, Sel Hati dan Selesema Burung Yang Menakjubkan Di Bawah Mikroskop
Phages pakar dalam menjangkiti bakteria dan menukar gen sehingga mereka boleh menggunakan tuan rumah mereka untuk meniru. Dalam pelbagai bentuknya, phages akhirnya memacu proses biologi di dalam tubuh dan di seluruh ekosistem. Sekarang, satu abad selepas penemuan mereka, masih banyak yang boleh belajar tentang makhluk-makhluk kecil ini dan kemungkinan mereka yang menggembirakan-seperti bagaimana merancang virus kejuruteraan kejuruteraan yang boleh membunuh walaupun jangkitan bakteria paling tahan terhadap dadah.
Forest Rohwer, pengarang hidup di Dunia Phage di San Diego , menjelaskan mengapa dia mahu dunia menandai 2015 sebagai Tahun Phage:
Mengapa meraikan phages sekarang?
Sudah 100 tahun sekarang bahawa kita telah benar-benar mengenali perkara-perkara ini. Bergantung kepada siapa yang anda mahu katakan pertama kali menemui phages, contoh konkrit pertama yang pertama adalah pada tahun 1915. [Ahli bakterologi British Frederick W. Tort pada umumnya dikreditkan dengan penemuan.] Dan sekarang, selepas kelembapan sebenar dalam bilangan orang dalam bidang, saya katakan ada kebangkitan sejak sepuluh tahun yang lalu. Orang ramai menyedari bahawa perkara-perkara ini adalah pemain utama dalam ekosistem, kepelbagaian mikroba, perkongsian gen-di seluruh tempat. Jadi anda boleh benar-benar terlibat dan menyumbang dalam bidang ini dan menemui beberapa perkara baru, besar dan penting. Dari sudut pandang ahli biologi, itu sangat menyeronokkan.
Fakta bahawa mereka begitu banyak di mana-mana hampir sedikit membingungkan.
Terdapat seperti 10 juta phages dalam satu mililiter air laut dan hampir 100 juta daripadanya dalam gram tanah. Mereka benar-benar berada di mana-mana, pada asasnya semua yang anda boleh fikirkan, dan mereka sangat pelbagai. Tetapi mereka hanyalah sebahagian daripada sistem ini. Mereka benar-benar tidak berbahaya kepada kami, dalam kebanyakan kes. Malah, mereka mungkin membantu kami untuk sebahagian besar.
Apa jenis perkara yang mereka lakukan?
Nah, perbandingan zombie adalah betul untuk satu tingkah laku. Phages masuk dan mereka membuat sebahagian DNA mereka DNA bakteria, dan yang sering membuat bakteria melakukan perkara yang berbeza daripada yang mereka ada. Satu cara yang baik untuk berfikir tentang bagaimana ia berfungsi adalah membayangkan simbiosis merentasi pelbagai, dari patogen kepada mutualisme. Dalam mana-mana sistem sedemikian yang anda lihat, ia kelihatan seperti gen yang melakukan penyesuaian setempat diperoleh melalui pemindahan. Dalam usus manusia, sebagai contoh, anda mempunyai set bakteria tertentu yang tinggal bersama anda, tetapi apa yang berlaku sepanjang hayat adalah bahawa bakteria tersebut akan memperoleh gen [dari phages] yang boleh membantu, berbahaya atau neutral pengacara itu.
Jadi pertukaran DNA ini boleh mempunyai pelbagai hasil yang besar?
Betul. Itulah sebenarnya kawasan di mana phages kadang-kadang boleh memudaratkan orang, apabila gen yang menyebabkan penyakit dibawa oleh phage. Jadi banyak patogen hanya wujud kerana bakteria yang biasanya tidak patogen mempunyai gen berbeza yang ditambahkan oleh phage. Mungkin contoh yang paling terkenal adalah kolera, di mana mereka benar-benar tahu bagaimana phage menyebabkan penyakit itu. Ia juga berlaku dengan banyak strain E. coli yang menyebabkan keracunan makanan.
Kehidupan di Dunia Phage kami
BeliBagaimana pula dengan bahagian yang membantu?
Jika anda melihat merentasi terumbu karang, anda pada dasarnya mempunyai jenis bakteria yang sama dengan terumbu karang. Tetapi kemudian anda melihat di tempat yang berlainan, gen yang berbeza telah diperoleh yang membolehkan bakteria menyesuaikan diri dengan keadaan tempatan mereka. Dan dalam hal ini ia adalah satu perkara yang baik, sejauh menggalakkan kesihatan keseluruhan terumbu karang. Sisi lain hanya membunuh bakteria, kerana itu adalah makanan mereka. Itulah perkara utama lain yang mereka lakukan.
Bagaimanakah pembunuhan bakterinya berfungsi untuk mensasarkan penyakit?
Itulah pemikiran selama 100 tahun. Pada mulanya orang menyangka mereka telah menemui peluru sihir, mikrob untuk membunuh mikrob. Tetapi kita mula menggunakan antibiotik, dan sebahagian besarnya adalah apa yang kita gunakan sekarang. Tempat di mana mereka boleh menggunakan terapi phage banyak di Rusia atau Poland. Tetapi terdapat pergerakan untuk menggunakannya semula di dunia Barat, terutamanya kerana banyak bakteria telah menjadi tahan terhadap antibiotik.
Mengapa potensi mereka untuk melawan penyakit begitu hebat?
Terdapat beberapa kelebihan. Antibiotik pada dasarnya membunuh semua bakteria, atau sebahagian besar daripada mereka, dan anda tidak mahu itu dalam banyak kes. Anda tidak mahu membunuh semua bakteria di usus anda setiap kali anda mengalami jangkitan itu. Itulah sebabnya phages sangat menarik: Mereka mensasarkan dan memburu strain patogen tertentu. Juga, satu phage menjadi satu juta dalam beberapa jam. Antibiotik tidak akan menguatkan, anda harus terus memasukkannya ke dalam badan anda. Tetapi dengan phages, jika bakteria sasaran berada di sana, ia akan menarik lebih banyak perkara-perkara yang membunuhnya, yang mana yang anda harapkan. Dan kemudian apabila bakteria sasaran telah hilang, phages yang memakannya harus hilang juga.
Bolehkah kita membuat phages secara buatan supaya mereka akan menargetkan bakteria yang berbahaya yang kami lakukan selepas ini?
Ya. Saya rasa mengasingkan mereka dari pelbagai phages yang berbeza dalam alam mempunyai sedikit sejarah kotor-kadang-kadang ia berfungsi, kadang-kadang ia tidak-dan dari sudut pandangan peraturan yang sentiasa menjadi sedikit samar. Saya percaya bahawa sintesis adalah cara kita akan pergi. Kami telah membuat kejuruteraan mereka sejak sekian lama, sejak tahun 1970-an atau mungkin lebih awal, dan kami tahu sedikit tentang mereka. Anda hanya boleh mengambil sekeping DNA tertentu, masukkannya ke tabung uji yang mempunyai bahagian protein yang membentuk phage, dan anda mendapat phage yang dapat dihasilkan dari itu. DNA memulakan penciptaan phage yang berdaya maju, jadi ia benar-benar sejenis nanomachine ajaib.
Kedengarannya sesuai, jadi apa tanggapan pada rawatan phage baru?
Kami menghabiskan berjuta-juta dolar membangunkan antibiotik. Sejauh ini, benar-benar tidak ada pelaburan semacam itu yang anda perlukan untuk mengembangkan phages ke tahap di mana kebanyakan kita akan selesa menggunakannya. Jika saya mempunyai jangkitan bakteria, saya masih akan pergi dengan antibiotik sekarang.
Berapa banyak kita masih perlu belajar selepas satu abad pengajian phage?
Kita tahu banyak tentang sesetengahnya kerana mereka adalah alat yang digunakan untuk membina biologi molekul, mengetahui bagaimana kerja DNA dan benar-benar belajar bagaimana mengkaji sesuatu pada tahap molekul. Jadi dalam hal ini kita tahu banyak. Apabila ia datang kepada apa yang sedang berlaku di alam sekitar, kita tahu dengan cara yang sangat luas apa jenis perkara yang mereka lakukan, tetapi mengenai spesifik apa yang berlaku, walaupun dalam tubuh manusia, kita tahu sangat sedikit.
Kepelbagaian genetik mereka, yang kebanyakannya tidak diketahui, adalah luar biasa. Dalam kebanyakan bidang, kita mungkin mengatakan bahawa kita tidak tahu apa gen yang sedang dilakukan, tetapi sekurang-kurangnya kita telah melihatnya sebelum ini. Dengan barangan phage anda boleh pergi ke mana-mana persekitaran yang anda ingin pilih dan sebahagian besar gen yang mereka bawa, mungkin 80 peratus, kita bukan sahaja tidak tahu apa-apa tentang gen tersebut, tetapi kita tidak pernah melihatnya sebelum ini. Ia adalah permulaan sains pada masa ini, dan terdapat penemuan baru yang berlaku sepanjang masa. Ia adalah salah satu daripada tempat orang boleh pergi dan anda pada dasarnya dijamin untuk mencari sesuatu yang sejuk.
