|
|
 |
Φονικές τροχιές
|
|
|
|
|
|
Τα νέα ότι το βακτήριο της σαλμονέλλας επέστρεψε στη Γη φονικότερο έπειτα από ένα ταξίδι στο Διάστημα έγιναν πρωτοσέλιδο στις εφημερίδες κατά τις αρχές του περασμένου φθινοπώρου. Ίσως η είδηση αυτή να χρησιμεύσει ως υλικό για ένα θρίλερ επιστημονικής φαντασίας, αλλά τέτοιες παροδικές μεταβολές της λοιμογόνου δύναμης είναι φυσιολογικές και αναμενόμενες όταν τα βακτήρια έρχονται αντιμέτωπα με νέα περιβάλλοντα «και είναι κάτι που οι ερευνητές το έχουν ξαναδεί και χωρίς τα διαστημόπλοια. «Δεν πρόκειται για μεταλλαγμένα μικρόβια από το Διάστημα» τονίζει η Cheryl Nickerson, του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Αριζόνας, η οποία ηγήθηκε της ομάδας που έστειλε τις καλλιέργειες στο διαστημικό λεωφορείο τον Σεπτέμβριο του 2006. «Τα βακτήρια δεν κάνουν τίποτα καινούργιο». Μάλλον το διαστημικό περιβάλλον προκάλεσε «έναν γενικό αναπρογραμματισμό στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασής τους» και, κατά συνέπεια, στα επίπεδα διάφορων πρωτεϊνών, δίνοντάς τους την ευκαιρία να προσαρμοστούν στις διαφορετικές συνθήκες. Αυτό που πυροδότησε την αλλαγή στα βακτήρια δεν ήταν η σχεδόν παντελής έλλειψη βαρύτητας . Η βαρυτική δύναμη είναι απειροελάχιστη για έναν μικροοργανισμό σε σύγκριση με τα αλλεπάλληλα χτυπήματα που δέχεται από το υδατώδες περιβάλλον του. Χωρίς τη βαρύτητα ή άλλες διαταραχές, ωστόσο, τα ρευστά μέσα σε μια φιάλη καλλιέργειας γίνονται υπερβολικά ήρεμα. Η Nickerson και οι συνεργάτες της έκαναν αρχικά μια προσομοίωση στο εργαστήριο αυτού του «χαμηλής διάτμησης» περιβάλλοντος καλλιέργειας χρησιμοποιώντας έναν ελαφρώς περιδινούμενο κάθετο δίσκο που διατηρεί τα βακτήρια σε εναιώρηση. Ήδη από το 2000 είχαν βρει ότι η Salmonella typhimurium, που προκαλεί παροδική τροφική δηλητηρίαση στον άνθρωπο αλλά θανατηφόρο τυφοειδή πυρετό σε ποντικούς, παρουσιάζει μεγαλύτερο βαθμό παθογονικότητας μετά την καλλιέργειά της σε αυτή την προσομοίωση μικροβαρύτητας. Οι ερευνητές ήθελαν να διαπιστώσουν αν θα συνέβαινε το ίδιο και στο Διάστημα. Προς τούτο, καλλιέργησαν Salmonella ταυτόχρονα στο διαστημικό λεωφορείο και σε έναν ειδικό θάλαμο στο Διαστημικό Κέντρο Kennedy όπου επικρατούσαν ακριβώς οι συνθήκες της διαστημικής διαδρομής. Στη συνέχεια εμβολίασαν ποντικούς με βακτήρια και από τα δύο είδη καλλιέργειας, και βρήκαν ότι οι «διαστημικοί ταξιδιώτες» είχαν σχεδόν τριπλάσια φονική ικανότητα. Ο James Wilson, συνάδελφος της Nickerson, λέει ότι ανακάλυψαν επίσης πως η γονιδιακή έκφραση, ή μεταγραφή του DNA σε RNA, διέφερε σημαντικά για 167 διαφορετικά γονίδια. Το 1/3 από αυτά, ποσοστό υπερβολικά μεγάλο, αποκρίθηκε σε μια μεμονωμένη πρωτεΐνη που δεσμεύεται στο RNA και ονομάζεται Hfq. Πολλά από αυτά τα γονίδια ενεργοποιούνται όταν η Salmonella σχηματίζει βιομεμβράνες, ανθεκτικά σύμπλοκα που ανθίστανται στα αντιβιοτικά και την άνοση άμυνα. « Ίσως αυτό που είδαμε» εξηγεί ο Wilson «να είναι τα αρχικά στάδια του σχηματισμού βιομεμβρανών». Οι υποκείμενες μεταβολές της κυτταρικής προσωπικότητας ενδέχεται να είναι πιο δραματικές από όσο φαντάζουν, παρατηρεί με τη σειρά του ο Michael Surette, του Πανεπιστημίου τού Κάλγκαρι στην Αλμπέρτα, ο οποίος μελετά τη γονιδιακή έκφραση στη Salmonella και άλλα βακτήρια και δεν συμμετείχε στη μελέτη τής Nickerson. Θεωρεί μάλιστα ότι σε μεμονωμένα σημεία της διαστημικής καλλιέργειας ίσως να αναπτύσσονται διαφορετικές συνθήκες. Το γενικό όμως αποτέλεσμα καλύπτει κάποιες πολύ μεγαλύτερες αλλαγές οι οποίες λαμβάνουν χώρα σε αυτούς τους θύλακες. «Η μεταβολή της λοιμικότητας με εντυπωσιάζει περισσότερο από όσο η αλλαγή στη γονιδιακή έκφραση» προσθέτει ο Surette. Μέχρι στιγμής, οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν αν η αυξημένη λοιμικότητα συνιστά απειλή για τους αστροναύτες. Αλλά, κατά τα λεγόμενα της Nickerson, «δεν υπάρχει καμία αμφιβολία ότι αυτό το χαμηλής διάτμησης περιβάλλον καλλιέργειας είναι ένα κρίσιμης σημασίας περιβάλλον το οποίο αντιλαμβάνονται τα κύτταρα και αποκρίνονται αναλόγως...». Επειδή τα βακτήρια επίσης βιώνουν συνθήκες χαμηλής διάτμησης σε απομονωμένα σημεία του γαστρεντερικού και του αναπαραγωγικού συστήματος, ελπίζει ότι η στόχευση της Hfq ίσως να επιβραδύνει τη λοίμωξη με σαλμονέλλα, έτσι ώστε τα εξωτικά διαστημικά πειράματα να βοηθήσουν τους ασθενείς στη Γη. «Ορισμένες από τις μεγαλύτερες προόδους στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο λειτουργούν τα βιολογικά συστήματα σημειώθηκαν όταν μελετήσαμε τα συστήματα αυτά σε ακραία περιβάλλοντα».
|
|
|
|
|
|
