ภายในแผนสร้างห้องนิรภัยวันโลกาวินาศสำหรับแบคทีเรีย

หมู่เกาะนอร์เวเจียน สฟาลบาร์เป็นที่ตั้งของถ้ำน้ำแข็ง สุนัขลากเลื่อน และแม้แต่หมีขั้วโลก แต่สิ่งที่เป็นที่รู้จักมากที่สุดก็คือ Global Seed Vault ซึ่งเป็น ธนาคารเมล็ดพันธุ์ขนาดมหึมา สร้างขึ้นตรงด้านข้างของภูเขาน้ำแข็ง แนวคิดก็คือว่าถ้าโลกต้องทนทุกข์ทรมานกับภัยพิบัติร้ายแรงบางอย่างที่กวาดล้างธนาคารยีนอื่น ๆ ห้องนิรภัยของสวาลบาร์ด จะทำหน้าที่เป็นตัวสำรองและอนุญาตให้มนุษยชาติสร้างโลกด้วยพันธุ์พืชที่สำคัญ เช่น พืชหลักและยารักษาโรค สมุนไพร.

แต่เมล็ดพันธุ์ไม่ใช่เพียงส่วนหนึ่งของโลกธรรมชาติที่เราอาจต้องการสำรองข้อมูล เมื่อเร็วๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์เริ่มพิจารณาถึงประโยชน์ของการสร้างห้องนิรภัยวันโลกาวินาศที่คล้ายกันสำหรับจุลินทรีย์ที่สำคัญ นั่นคือ เรือโนอาห์สำหรับแบคทีเรีย หากคุณต้องการ

เมื่อ Dr. Maria Gloria Dominguez-Bello นักจุลชีววิทยาที่ Rutgers University ได้ยินเกี่ยวกับการจัดเก็บเมล็ดพันธุ์ ความคล้ายคลึงกันก็พุ่งเข้ามาหาเธอ เธอบอกกับ Digital Trends “มันชัดเจนมาก และฉันก็สนใจความคิดที่จะทำแบบนั้นกับไมโครไบโอมมาก” เธอกล่าว

ไมโครไบโอต้าของคุณและคุณ

ไมโครไบโอต้าคือจุลินทรีย์ทั้งหมด รวมถึงแบคทีเรีย ไวรัส และเชื้อรา ที่พบในสภาพแวดล้อมเฉพาะ เช่น ผิวหนังหรือทางเดินอาหาร ไมโครไบโอมหมายถึงจุลินทรีย์เหล่านั้นและยีนของพวกมัน มีหลายปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการผสมของจุลินทรีย์เหล่านี้ภายในลำไส้ ซึ่งรวมถึงทั้งสองอย่างด้วย กรรมพันธุ์ และ ด้านสิ่งแวดล้อม ส่วนประกอบ การวิจัยว่าจุลินทรีย์มีอิทธิพลต่อสุขภาพของมนุษย์อย่างไร ยังค่อนข้างใหม่แต่เชื่อกันว่าพวกมันมีบทบาทในระบบภูมิคุ้มกัน การสังเคราะห์เอนไซม์ และการย่อยคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน

นักวิจัยบางคนกำลังศึกษาวิธีการที่จุลินทรีย์ของคนในพื้นที่อุตสาหกรรม แตกต่างจากสิ่งเหล่านั้น ในชนบทหรือพื้นที่ห่างไกล อาหาร มลพิษ ยา สุขาภิบาล และเครื่องหมายอื่นๆ ของสภาพแวดล้อมในเมืองสามารถแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ในจุลินทรีย์ ในขณะที่การศึกษาได้แสดงให้เห็นว่า ความแตกต่างดังกล่าวมีอยู่ยังไม่ชัดเจนว่าการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ส่งผลให้มีภาวะเรื้อรังเพิ่มขึ้น เช่น โรคเบาหวานหรือโรคหัวใจ

Dominguez-Bello กังวลว่าเมื่อการวิจัยด้านจุลินทรีย์เติบโตเต็มที่ ผู้ปฏิบัติงานอาจสูญเสียไป จากข้อมูลอันมีค่าจากประชากรพื้นเมืองที่มีวิถีชีวิตแบบดั้งเดิมและหลากหลายมากขึ้น ไมโครไบโอต้า “พอถึงเวลาที่เรารู้ดีขึ้น ถ้าเราไม่อนุรักษ์ตอนนี้ เราก็จะไม่มีมัน” เธอกล่าว

ในกรณีฉุกเฉิน

หลังจากทำงานในเวเนซุเอลาและเปอร์โตริโก ซึ่งเป็นบ้านเกิดของเธอ Dominguez-Bello รู้ดีถึงอันตรายที่เกิดจากความไม่สงบทางการเมืองและภัยคุกคามต่อสภาพอากาศที่มีต่อตัวอย่างคอลเลกชัน ในปี 2012 เธอย้ายไปมหาวิทยาลัยนิวยอร์ก ซึ่งหลังจากนั้นเพียงหนึ่งเดือนพายุเฮอริเคนแซนดี้ก็เข้าโจมตี เธอและทีมของเธอต้องเข้าไปในห้องแล็บโดยมีไฟหน้าเพื่อช่วยเหลือตัวอย่าง “ฉันใช้ชีวิตตามแบบของฉันเอง ว่าคอลเลกชั่นของแต่ละคนอ่อนแอแค่ไหน” เธอกล่าว

หลังจากติดต่อนักวิจัยที่เกี่ยวข้องกับโครงการ Svalbard แล้ว Dominguez-Bello ก็เริ่มรวบรวมนักวิทยาศาสตร์ในสาขาของเธอเองเพื่อดูศักยภาพของการสร้างห้องนิรภัยจุลินทรีย์ ในช่วงกลางเดือนมิถุนายนปีนี้ การศึกษาความเป็นไปได้ จากหน่วยงานอิสระสองแห่ง ได้แก่ EvalueScience และ Advocacy พบว่าข้อเสนอดังกล่าว “มีความสำคัญสูงและ ศักยภาพ." Dominguez-Bello มองว่าความสำเร็จของการศึกษาครั้งนี้เป็นการย้ายโครงการจากการตั้งครรภ์ไปสู่ทารกแรกเกิด เฟส ขั้นตอนต่อไปคือการจัดตั้งคณะกรรมการหลายชุดที่อุทิศตนเพื่อเผยแพร่ประชาสัมพันธ์และใจบุญสุนทาน สรุปตำแหน่งของห้องนิรภัย เงินทุน ปัญหาทางเทคนิค ปรับปรุงการศึกษาและความสัมพันธ์ระหว่างประเทศ และพื้นที่อื่นๆ

มีจำนวนจุลินทรีย์สะสมอยู่ทั่วโลกรวมทั้ง โครงการไส้อเมริกัน, ธนาคารเอเชีย ไมโครไบโอต้า, และ โครงการล้านไมโครไบโอมของมนุษย์. ขั้นตอนสำคัญประการหนึ่งคือการโน้มน้าวให้ผู้ดูแลธนาคารดังกล่าวส่งมอบตัวอย่างเพื่อจัดเก็บข้อมูลสำรอง เป้าหมายอีกประการหนึ่งคือการสนับสนุนให้มีการสร้างคอลเลกชันในท้องถิ่นมากขึ้น โดยเฉพาะกลุ่มชนพื้นเมือง

“คอลเลกชันในท้องถิ่นมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากคอลเลกชันในท้องถิ่นเป็นคอลเลกชันที่แสดงสด” Dominguez-Bello กล่าว ตัวอย่างเหล่านี้สามารถใช้เพื่อการวิจัยและการทำงานร่วมกัน โดยมีวัสดุเพิ่มเติมที่เตรียมไว้สำหรับการจัดเก็บระยะยาวในห้องนิรภัย วันหนึ่ง ห้องนิรภัยสามารถเก็บตัวอย่างได้หลายแสนตัวอย่าง แต่โครงการนำร่องจะเริ่มต้นด้วยไม่กี่พันตัวอย่าง

ผู้เข้าร่วมห้องนิรภัยได้เริ่มติดต่อกับหลายประเทศ รวมถึงเปรู โบลิเวีย และอินโดนีเซีย “และวิธีที่เราวางแผนจะทำคือผ่านการศึกษา” โดมิงเกซ-เบลโลกล่าว

แผนดังกล่าวคือการร่วมมือกับมหาวิทยาลัยในประเทศต่างๆ เพื่อสอนนักวิทยาศาสตร์ในท้องถิ่นเกี่ยวกับไมโครไบโอม เหตุใดจึงต้องมีการสะสมดังกล่าว และวิธีการรวบรวมและเก็บรักษาตัวอย่าง “นี่เป็นมากกว่าจุลชีววิทยา” โดมิงเกซ-เบลโลกล่าว “นี่ก็เป็นมานุษยวิทยาและจริยธรรมด้วย” ด้วยการเชื่อมต่อกับผู้เชี่ยวชาญในท้องถิ่น มหาวิทยาลัยต่างประเทศจะทำได้ อาจมีเวลาง่ายกว่าในการหากฎหมายและใบอนุญาต ตลอดจนสื่อสารกับชนพื้นเมือง กลุ่ม หลักสูตร 10 วันแรกกำหนดไว้สำหรับเปรู แต่นั่นเป็นช่วงก่อนโควิด-19

ทีมแพทย์หรือนักมานุษยวิทยาในพื้นที่จะคุ้นเคยกับความท้าทายเฉพาะตัวของพื้นที่ เช่น ไฟฟ้าจะเชื่อถือได้เพียงพอที่จะเก็บตัวอย่างให้เย็นหรือไม่ การเก็บรักษาระยะยาวนำเสนอความท้าทายที่แตกต่างจากตัวอย่างสด การศึกษาความเป็นไปได้ยอมรับว่าการเตรียมจุลินทรีย์สำหรับการจัดเก็บดังกล่าวมีหลายสิ่งที่นักวิจัยไม่เข้าใจ วิธีการบางอย่างสามารถรักษาสิ่งมีชีวิตบางชนิดได้ในขณะที่ฆ่าสิ่งมีชีวิตอื่นไปด้วย

วิธีที่เป็นไปได้สองวิธีสำหรับห้องนิรภัยคือ การเก็บรักษาด้วยการแช่แข็ง โดยใช้ไนโตรเจนเหลว และการทำให้แห้งแบบเยือกแข็ง หรือการทำแห้งแบบเยือกแข็ง แม้ว่าไนโตรเจนเหลวจะเป็นมาตรฐานทองคำ แต่ Dominguez-Bello กล่าวว่าตัวอย่างแห้งแบบเยือกแข็งจะไม่ต้องใช้ไฟฟ้า หากเก็บไว้ในที่เย็นเพียงพอ ผู้จัดงานของห้องนิรภัยไมโครไบโอต้ากำลังพิจารณาเลือกที่สวิตเซอร์แลนด์หรือนอร์เวย์ หรืออาจเป็นทั้งสองแห่ง ผู้เขียนการศึกษาความเป็นไปได้แนะนำว่าตัวอย่างที่แห้งแบบเยือกแข็งสามารถเก็บไว้ในห้องเก็บเมล็ดพันธุ์สวาลบาร์ดได้

ประเด็นด้านจริยธรรม

ต่างจากห้องนิรภัยที่เต็มไปด้วยเมล็ดพันธุ์พืช มีข้อกังวลด้านจริยธรรมและความเป็นส่วนตัวที่มาพร้อมกับการเก็บและรักษาตัวอย่างของมนุษย์ กฎหมายในทั้งสองประเทศที่เก็บและจัดหาคอลเลกชันอาจแตกต่างกันไป ตัวอย่างเช่น บางประเทศ รวมถึงสวิตเซอร์แลนด์และนอร์เวย์ เป็นส่วนหนึ่งของ พิธีสารนาโกย่าซึ่งเป็นข้อตกลงระหว่างประเทศที่พยายามแบ่งปันผลประโยชน์ที่ได้รับจากการวิจัยทางพันธุกรรมอย่างเท่าเทียมกัน ไม่ว่าตัวอย่างจุลินทรีย์จะอยู่ภายใต้ข้อตกลงนี้หรือไม่นั้นยังอยู่ในระหว่างการถกเถียงกัน

ไม่ว่าอย่างไรก็ตาม Dominguez-Bello เชื่อว่าสถาบันใดก็ตามที่หวังผลกำไรจากตัวอย่างจุลินทรีย์เหล่านี้ — ตัวอย่างเช่นโดยการสร้างโปรไบโอติกใหม่ — มีความรับผิดชอบต่อชุมชนที่บริจาคที่เกี่ยวข้อง ตัวอย่าง “มีพันธะผูกพันทางจริยธรรมกับผู้คนที่เป็นแหล่งที่มาของแบคทีเรียเหล่านั้น” เธอกล่าว ตัวอย่างเช่น นักวิจัยอาจช่วยสร้างโรงเรียนขึ้นใหม่หรือจัดหาอุปกรณ์ทางการแพทย์ตามความต้องการของพื้นที่ “คุณต้องทำอะไรบางอย่างเพื่อผลประโยชน์ เพื่อความเป็นอยู่ที่ดีของชุมชนโดยรวม” เธอกล่าว

ห้องนิรภัยจะต้องสร้างสมดุลระหว่างการแบ่งปันข้อมูลอย่างเปิดเผย ในขณะเดียวกันก็รักษาความเป็นส่วนตัว ไม่ใช่แค่ของบุคคลเท่านั้น แต่อาจรวมถึงทั้งชุมชนด้วย เมื่อประชากรมีจำนวนน้อยเพียงพอ การให้อายุบุคคลก็สามารถระบุตัวตนได้

ในเวลาเดียวกัน ห้องนิรภัยมีไว้เพื่อส่งเสริมเครือข่ายและส่งเสริมการทำงานร่วมกันระหว่างนักวิจัย “ฉันคิดว่าสิ่งนี้มีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับการให้ความรู้ไม่เพียงแต่นักเรียนของเราเท่านั้น — นักวิทยาศาสตร์รุ่นอนาคตของสหรัฐอเมริกา หรือฝรั่งเศส หรือสวิตเซอร์แลนด์ หรือสวีเดน หรือนอร์เวย์ หรือหรือ โดมิงเกซ-เบลโล กล่าวเสริมว่า โปรตุเกส - แต่ยังรวมถึง "ในประเทศที่เข้าถึงห้องปฏิบัติการและอุปกรณ์ได้น้อย และเสริมว่าเราต้อง" ขยายชุมชนวิทยาศาสตร์เพื่อรวมเอา พวกเขา. ฉันคิดว่าไมโครไบโอมเป็นเวทีที่สมบูรณ์แบบในการทำเช่นนั้น”