داخل خطة بناء قبو يوم القيامة للبكتيريا

يعد أرخبيل سفالبارد النرويجي موطنًا للكهوف الجليدية، والكلاب المزلجة، وحتى الدببة القطبية، ولكن يمكن القول إن أكثر ما يشتهر به هو Global Seed Vault، وهو عبارة عن بنك البذور الضخم بنيت مباشرة على جانب الجبل المتجمد. والفكرة هي أنه إذا كان العالم يعاني من نوع من الكارثة المدمرة التي تمحو بنوك الجينات الأخرى، فإن قبو سفالبارد سيكون بمثابة نسخة احتياطية ويسمح للبشرية بإعادة إسكان العالم بأنواع نباتية مهمة، مثل المحاصيل الأساسية والطبية أعشاب.

لكن البذور ليست الجزء الوحيد من العالم الطبيعي الذي قد نرغب في الاحتفاظ بنسخ احتياطية منه. في الآونة الأخيرة، بدأ العلماء في النظر في فوائد بناء قبو مماثل ليوم القيامة للميكروبات المهمة - سفينة نوح للبكتيريا، إذا صح التعبير.

عندما سمعت الدكتورة ماريا غلوريا دومينغيز بيلو، عالمة الأحياء الدقيقة في جامعة روتجرز، عن تخزين البذور، قفزت أوجه التشابه في ذهنها، كما قالت لـ Digital Trends. وقالت: "لقد كان الأمر واضحًا للغاية، وأصبحت مهتمة جدًا بفكرة القيام بشيء كهذا من أجل الميكروبيوم".

الكائنات الحية الدقيقة الخاصة بك وأنت

الميكروبات هي جميع الكائنات الحية الدقيقة - بما في ذلك البكتيريا والفيروسات والفطريات - الموجودة في بيئة معينة، مثل الجلد أو الجهاز الهضمي. يشير الميكروبيوم إلى تلك الكائنات الحية الدقيقة وجيناتها. هناك العديد من العوامل التي تؤثر على مزيج هذه الميكروبات داخل الأمعاء، بما في ذلك كليهما وراثي و بيئية عناصر. البحث عن كيفية تأثير الكائنات الحية الدقيقة على صحة الإنسان لا تزال جديدة نسبياولكن يُعتقد أنها تلعب أدوارًا في جهاز المناعة، وتخليق الإنزيمات، وهضم الكربوهيدرات المعقدة.

ويدرس بعض الباحثين الطرق التي تعيش بها الكائنات الحية الدقيقة في الناس في المناطق الصناعية تختلف عن تلك في المناطق الريفية أو النائية. النظام الغذائي، والتلوث، والأدوية، والصرف الصحي، وغيرها من علامات البيئات الحضرية يمكن أن تظهر هذه التغييرات في الكائنات الحية الدقيقة. بينما أثبتت الدراسات ذلك مثل هذه الاختلافات موجودةليس من الواضح تمامًا بعد أن هذه التغييرات تؤدي إلى زيادات في الحالات المزمنة، مثل مرض السكري أو أمراض القلب.

ومع ذلك، تشعر دومينجيز بيلو بالقلق من أنه مع نضوج أبحاث الميكروبات، قد يخسر ممارسيها الحصول على بيانات قيمة من السكان الأصليين الذين لديهم أنماط حياة أكثر تقليدية ومتنوعة الكائنات الحية الدقيقة. وقالت: "بحلول الوقت الذي نعرف فيه بشكل أفضل، إذا لم نحافظ عليه الآن، فلن نحصل عليه".

في حالة الطوارئ

بعد أن عملت في موطنها الأصلي فنزويلا وبورتوريكو، تعرف دومينغيز بيلو بشكل مباشر المخاطر التي تشكلها الاضطرابات السياسية والتهديدات المناخية على مجموعات العينات. وفي عام 2012، انتقلت إلى جامعة نيويورك، حيث ضرب إعصار ساندي بعد شهر واحد فقط. واضطرت هي وفريقها إلى الدخول إلى المختبر بمصابيح أمامية لإنقاذ العينات. وقالت: "لقد عشت بنفسي مدى ضعف مجموعاتنا الفردية".

بعد الاتصال بالباحثين المشاركين في مشروع سفالبارد، بدأت دومينغيز-بيلو في جمع العلماء في مجالها الخاص للنظر في إمكانية إنشاء قبو للميكروبات الحيوية. وفي منتصف شهر يونيو من هذا العام، دراسة الجدوى من وكالتين مستقلتين، EvalueScience وAdvocacy، وجدت أن الاقتراح "ذو أهمية كبيرة و محتمل." يرى دومينغيز بيلو أن اكتمال الدراسة هو بمثابة نقل المشروع من مرحلة الحمل إلى مرحلة الوليد مرحلة. وتتمثل الخطوات التالية في تشكيل عدة لجان مخصصة للتواصل والعمل الخيري؛ وضع اللمسات الأخيرة على موقع القبو، والتمويل، والمسائل الفنية؛ تحسين التعليم والعلاقات الدولية؛ وغيرها من المجالات.

يوجد بالفعل عدد من مجموعات الكائنات الحية الدقيقة في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك مشروع القناة الهضمية الأمريكية, بنك آسيا ميكروبيوتا، و ال مشروع المليون ميكروبيوم للبشر. وستكون إحدى الخطوات الرئيسية هي إقناع مشرفي هذه البنوك بتسليم عينات للتخزين الاحتياطي. والهدف الآخر هو تشجيع إنشاء المزيد من المجموعات المحلية، وخاصة مجموعات السكان الأصليين.

قال دومينغيز بيلو: "إن المجموعات المحلية مهمة للغاية لأن المجموعات المحلية هي المجموعات الحية". ويمكن استخدام هذه العينات للبحث والتعاون، مع إعداد مواد إضافية للتخزين على المدى الطويل في القبو. وفي يوم من الأيام، من المحتمل أن يحتوي القبو على مئات الآلاف من العينات، لكن البرنامج التجريبي سيبدأ ببضعة آلاف من العينات.

وقد بدأ المشاركون في القبو في إجراء اتصالات في العديد من البلدان، بما في ذلك البيرو وبوليفيا وإندونيسيا. وقالت دومينغيز بيلو: "والطريقة التي نخطط بها للقيام بذلك هي من خلال التعليم".

وتتمثل الخطة في الشراكة مع الجامعات في مختلف البلدان لتعليم العلماء المحليين حول الميكروبيوم، وسبب الحاجة إلى مثل هذه المجموعات، وكيفية جمع العينات والحفاظ عليها. قال دومينغيز بيلو: "هذا أكثر من مجرد علم الأحياء الدقيقة". "وهذا أيضًا هو الأنثروبولوجيا والأخلاق." ومن خلال التواصل مع الخبراء المحليين، ستفعل الجامعات الأجنبية ذلك من المحتمل أن يكون لديهم وقت أسهل في معرفة القوانين والتصاريح، وكذلك التواصل مع السكان الأصليين مجموعات. كان من المقرر إقامة الدورة التدريبية الأولى التي مدتها 10 أيام في بيرو، ولكن ذلك كان قبل انتشار فيروس كورونا (COVID-19).

وستكون الفرق الطبية المحلية أو علماء الأنثروبولوجيا أيضًا على دراية بالتحديات الفريدة التي تواجهها المنطقة، مثل ما إذا كانت الكهرباء موثوقة بدرجة كافية للحفاظ على برودة العينات. يمثل الحفاظ على المدى الطويل تحديات مختلفة عن العينات الحية. أقرت دراسة الجدوى بوجود الكثير من الأمور التي لا يفهمها الباحثون فيما يتعلق بإعداد الكائنات الحية الدقيقة لمثل هذا التخزين. يمكن لبعض الطرق الحفاظ على كائنات معينة بينما تقتل كائنات أخرى.

هناك طريقتان محتملتان للقبو هما الحفظ بالتبريد باستخدام النيتروجين السائل والتجفيد أو التجفيف بالتجميد. في حين أن النيتروجين السائل هو المعيار الذهبي، قال دومينغيز بيلو إن العينات المجففة بالتجميد لن تحتاج إلى كهرباء، إذا تم تخزينها في منطقة باردة بدرجة كافية. ويدرس منظمو قبو الميكروبات إما سويسرا أو النرويج، أو ربما كلا الموقعين. واقترح مؤلفو دراسة الجدوى إمكانية الاحتفاظ بالعينات المجففة بالتجميد في قبو البذور في سفالبارد.

قضايا أخلاقية

على عكس القبو المليء بالبذور، هناك مخاوف أخلاقية ومخاوف تتعلق بالخصوصية تأتي مع جمع العينات البشرية والاحتفاظ بها. قد تختلف القوانين في كلا البلدين حيث يتم تخزين المجموعات وشراؤها. على سبيل المثال، بعض البلدان - بما في ذلك سويسرا والنرويج - هي جزء من بروتوكول ناغويا، وهي اتفاقية دولية تحاول التقاسم العادل للفوائد التي تأتي من البحوث الجينية. ما إذا كانت عينات الكائنات الحية الدقيقة تندرج تحت هذه الاتفاقية لا تزال قيد المناقشة.

بغض النظر، يعتقد دومينغيز بيلو أن أي مؤسسة تأمل في الاستفادة من عينات الكائنات الحية الدقيقة هذه - على سبيل المثال، من خلال إنشاء بروبيوتيك جديد – تقع على عاتقه مسؤولية تجاه المجتمعات التي تبرعت ذات الصلة عينات. وقالت: "هناك التزام أخلاقي تجاه الأشخاص الذين كانوا مصدر تلك البكتيريا". على سبيل المثال، قد يساعد الباحثون في إعادة بناء المدارس أو توفير المعدات الطبية، بناءً على احتياجات المنطقة. وقالت: "عليك أن تفعل شيئاً من أجل الخير، ومن أجل رفاهية مجتمعهم ككل".

سيتعين على القبو أيضًا أن يوازن بين مشاركة البيانات بشكل مفتوح مع الحفاظ على الخصوصية، ليس فقط للأفراد ولكن ربما للمجتمعات بأكملها. عندما يكون عدد السكان صغيرًا بدرجة كافية، فإن مجرد تحديد عمر الشخص يمكن أن يجعل من الممكن التعرف عليه.

وفي الوقت نفسه، يهدف القبو إلى تعزيز الشبكة، وتشجيع التعاون بين الباحثين. "أعتقد أن هذا يرتبط ارتباطًا وثيقًا بتعليم ليس فقط طلابنا - جيل المستقبل من العلماء في الولايات المتحدة أو فرنسا أو سويسرا أو السويد أو النرويج أو أو وقالت دومينغيز بيلو، التي أضافت أنه يجب علينا "توسيع المجتمع العلمي لدمجه في البرتغال - ولكن أيضًا" في البلدان التي لديها الحد الأدنى من الوصول إلى المختبرات والمعدات. هم. أعتقد أن الميكروبيوم هو الساحة المثالية للقيام بذلك.