Plane pastatyti pasaulio pabaigos saugyklą bakterijoms

Norvegijos salyne Svalbarde yra ledo urvų, rogių šunų ir net baltųjų lokių, tačiau tai, ko gero, labiausiai žinomas dėl Pasaulio sėklų saugyklos. didžiulis sėklų bankas pastatytas tiesiai į užšalusio kalno šoną. Idėja tokia, kad jei pasaulį ištiks kokia nors niokojanti katastrofa, kuri sunaikins kitus genų bankus, Svalbardo skliautą. veiktų kaip atsarginė priemonė ir leistų žmonijai iš naujo apgyvendinti pasaulį svarbiomis augalų rūšimis, tokiomis kaip pagrindiniai augalai ir vaistiniai augalai žolelių.

Tačiau sėklos nėra vienintelė gamtos pasaulio dalis, kurios atsargines kopijas turėtume saugoti. Neseniai mokslininkai pradėjo svarstyti, ar naudinga pastatyti panašų pasaulio pabaigos saugyklą svarbiems mikrobams – jei norite, Nojaus arką bakterijoms.

Kai Rutgerso universiteto mikrobiologė daktarė Maria Gloria Dominguez-Bello išgirdo apie sėklų saugojimą, jai išryškėjo paralelės, ji pasakojo „Digital Trends“. „Tai buvo taip akivaizdu, ir aš labai susidomėjau idėja padaryti kažką panašaus dėl mikrobiomo“, - sakė ji.

Tavo mikrobiota ir tu

Mikrobiota yra visi mikroorganizmai, įskaitant bakterijas, virusus ir grybelius, randami tam tikroje aplinkoje, pavyzdžiui, odoje ar virškinimo trakte. Mikrobiomas reiškia tuos mikroorganizmus ir jų genus. Daugelis veiksnių įtakoja šių mikrobų mišinį žarnyne, įskaitant abu paveldimas ir aplinkosaugos komponentai. Tyrimai apie mikrobiotos įtaką žmonių sveikatai dar palyginti naujas, tačiau manoma, kad jie vaidina imuninę sistemą, fermentų sintezę ir sudėtingų angliavandenių virškinimą.

Kai kurie mokslininkai tiria būdus, kuriais žmonių mikrobiota pramoninėse zonose skiriasi nuo tų kaimo ar atokiose vietovėse. Dieta, tarša, vaistai, sanitarijos ir kiti miesto aplinkos žymenys gali parodyti šiuos mikroorganizmų pokyčius. Nors tyrimai parodė, tokių skirtumų yra, dar nėra visiškai aišku, ar dėl šių pokyčių padaugėja lėtinių ligų, tokių kaip diabetas ar širdies ligos.

Tačiau Dominguezas-Bello nerimauja, kad mikrobiotos tyrimams bręstant jų praktikai gali prarasti vertingų duomenų iš vietinių gyventojų, turinčių tradicinį gyvenimo būdą ir įvairesnius mikrobiota. „Kai geriau žinosime – jei neišsaugosime dabar, neturėsime jo“, – sakė ji.

Neatidėliotinos situacijos atveju

Dominguez-Bello, dirbusi ir gimtojoje Venesueloje, ir Puerto Rike, iš pirmų lūpų žino, kokį pavojų mėginių kolekcijoms kelia politiniai neramumai ir klimato kaita. 2012 metais ji persikėlė į Niujorko universitetą, kur vos po mėnesio smogė uraganas Sandy. Ji ir jos komanda turėjo eiti į laboratoriją su priekiniais žibintais, kad išgelbėtų mėginius. „Išgyvenau savo kailiu, kokios pažeidžiamos mūsų individualios kolekcijos“, – sakė ji.

Susisiekusi su tyrėjais, dalyvaujančiais Svalbardo projekte, Dominguez-Bello pradėjo burti savo srities mokslininkus, kad pažvelgtų į mikrobiotos saugyklos kūrimo galimybes. Šių metų birželio viduryje, galimybių studija dvi nepriklausomos agentūros, EvalueScience ir Advocacy, nustatė, kad pasiūlymas yra „didelės reikšmės ir potencialus." Dominguezas-Bello mano, kad tyrimo užbaigimas perkelia projektą nuo nėštumo iki naujagimio fazė. Kiti žingsniai – sudaryti kelis komitetus, skirtus informavimo ir filantropijos veiklai; galutinai išspręsti saugyklos vietą, finansavimą, techninius klausimus; gerinti švietimą ir tarptautinius santykius; ir kitose srityse.

Visame pasaulyje jau yra daugybė mikroorganizmų kolekcijų, įskaitant Amerikos žarnyno projektas, Azijos mikrobiotos bankas, ir Milijono žmonių mikrobiomų projektas. Vienas iš pagrindinių žingsnių bus įtikinti tokių bankų valdytojus perduoti mėginius atsarginiam saugojimui. Kitas tikslas – skatinti kurti daugiau vietinių kolekcijų, ypač vietinių grupių.

„Vietinės kolekcijos yra nepaprastai svarbios, nes vietinės kolekcijos yra gyvos kolekcijos“, - sakė Dominguezas-Bello. Šie pavyzdžiai galėtų būti naudojami tyrimams ir bendradarbiavimui su papildoma medžiaga, paruošta ilgalaikiam saugojimui saugykloje. Vieną dieną saugykloje gali būti šimtai tūkstančių mėginių, tačiau bandomoji programa prasidėtų nuo kelių tūkstančių.

Skliautos dalyviai pradėjo užmegzti ryšius keliose šalyse, įskaitant Peru, Boliviją ir Indoneziją. „Ir tai, kaip mes planuojame tai padaryti, yra švietimas“, - sakė Dominguezas-Bello.

Planuojama bendradarbiauti su įvairių šalių universitetais ir mokyti vietos mokslininkus apie mikrobiomą, kodėl tokios kolekcijos reikalingos ir kaip rinkti bei išsaugoti mėginius. „Tai daugiau nei mikrobiologija“, - sakė Dominguezas-Bello. "Tai taip pat yra antropologija ir etika." Susisiekę su vietiniais ekspertais, užsienio universitetai tai padarytų galbūt lengviau išsiaiškinti įstatymus ir leidimus, taip pat bendrauti su čiabuviais grupės. Pirmasis 10 dienų kursas buvo suplanuotas Peru, tačiau tai buvo prieš COVID-19.

Vietos medikų komandos ar antropologai taip pat bus susipažinę su unikaliais vietovės iššūkiais, pavyzdžiui, ar elektra yra pakankamai patikima, kad mėginiai būtų vėsūs. Ilgalaikis išsaugojimas kelia kitokius iššūkius nei gyvi mėginiai. Galimybių studijoje pripažinta, kad daug dalykų, susijusių su mikroorganizmų paruošimu tokiam saugojimui, mokslininkai nesupranta. Kai kurie metodai gali išsaugoti tam tikrus organizmus, o kitus nužudyti.

Du galimi saugyklos metodai yra kriokonservavimas skystu azotu ir liofilizavimas arba džiovinimas šalčiu. Nors skystas azotas yra aukso standartas, Dominguezas-Bello teigė, kad šalčiu džiovintiems mėginiams nereikės elektros, jei jie būtų laikomi pakankamai šaltoje vietoje. Mikrobiotos saugyklos organizatoriai svarsto apie Šveicariją arba Norvegiją, arba galbūt abi vietas. Galimybių studijos autoriai pasiūlė, kad šalčiu džiovinti mėginiai galėtų būti laikomi Svalbardo sėklų saugykloje.

Etikos klausimai

Skirtingai nei su saugykla, pilna sėklų, renkant ir laikant žmogaus mėginius kyla etinių ir privatumo problemų. Abiejų šalių, kuriose saugomos ir perkamos kolekcijos, įstatymai gali skirtis. Pavyzdžiui, kai kurios šalys, įskaitant Šveicariją ir Norvegiją, yra jos dalis Nagojos protokolastarptautinis susitarimas, kuriuo bandoma teisingai pasidalyti genetinių tyrimų teikiama nauda. Vis dar diskutuojama, ar mikrobiotos mėginiai patenka į šio susitarimo taikymo sritį.

Nepaisant to, Dominguezas-Bello mano, kad bet kuri institucija, kuri tikisi pasipelnyti iš šių mikrobiotos mėginių – pavyzdžiui, sukurdamas naują probiotiką – yra atsakingas prieš bendruomenes, kurios aukojo atitinkamą pavyzdžiai. „Yra etinis įsipareigojimas žmonėms, kurie buvo tų bakterijų šaltinis“, - sakė ji. Pavyzdžiui, mokslininkai gali padėti atstatyti mokyklas arba aprūpinti medicininę įrangą, atsižvelgdami į vietovės poreikius. „Jūs turite ką nors padaryti dėl gerovės, dėl visos jų bendruomenės gerovės“, - sakė ji.

Saugykla taip pat turės subalansuoti atvirą dalijimąsi duomenimis išlaikant ne tik asmenų, bet galbūt ir visų bendruomenių privatumą. Kai populiacijos yra pakankamai mažos, net nurodant asmens amžių galima juos atpažinti.

Tuo pačiu metu saugykla yra skirta skatinti tinklą, skatinantį mokslininkų bendradarbiavimą. „Manau, kad tai labai glaudžiai susiję su ne tik mūsų studentų – būsimos JAV ar Prancūzijos ar Šveicarijos, Švedijos ar Norvegijos mokslininkų kartos ugdymu. Portugalija, bet ir“ šalyse, kuriose yra minimali prieiga prie laboratorijų ir įrangos, sakė Dominguezas-Bello, kuris pridūrė, kad turime „išplėsti mokslo bendruomenę, kad įtrauktume juos. Manau, kad mikrobiomas yra puiki arena tai padaryti.