مقالة: علماء يكشفون عن "الكنز الوراثي" للكائنات الحية الدقيقة البحرية

تشينغداو 10 سبتمبر 2024 (شينخوا) قام فريق تعاوني مكون من علماء من الصين وبريطانيا والدنمارك ببناء قاعدة بيانات عالمية شاملة للميكروبيوم البحري، مما يوضح إمكانات الكائنات الحية الدقيقة البحرية لبحوث العلوم البحرية وتطبيقات التكنولوجيا الحيوية والطبية الحيوية.

وقام الفريق البحثي، بقيادة "أبحاث بي جي آي"، وهي مؤسسة بحثية شهيرة لعلوم الحياة في الصين، ببناء قاعدة بيانات تضم 43191 جينوما مُجمَّعا من الميتاجينوم و2.46 مليار تسلسل جيني. وتم تحديد أكثر من 20000 من هذه الجينومات على أنها أنواع جديدة محتملة، وذلك عن طريق إعادة تحليل قرابة 240 تيرابايت من البيانات الميتاجينومية البحرية المتاحة للجمهور خلال خمس سنوات مضت.

ونُشرت الدراسة مؤخرا في مجلة "نيتشر".

وتحتوي قاعدة البيانات المذكورة على معلومات عن النظم الإيكولوجية البحرية تتراوح بين مناطق من القطب الجنوبي إلى القطب الشمالي، ومن المناطق الساحلية إلى المحيط المفتوح، ومن سطح المحيط إلى منطقة هادال التي يبلغ عمقها 10 آلاف متر.

وقال فان قوانغ يي، مدير "أبحاث بي جي آي" في تشينغداو: "إن هذه الدراسة من شأنها أن تعزز بشكل كبير فهمنا لتنوع الكائنات الحية الدقيقة البحرية، بما في ذلك العتائق والبكتيريا".

وأضاف فان أن الدراسة تركز على تحليل أنماط التوزيع الجغرافي الحيوي للمجتمعات الميكروبية البحرية العالمية، مما يوفر رؤى جديدة حول توزيع هذه الكائنات الحية الدقيقة عبر بيئات مختلفة.

واكتشف الفريق البحثي أيضا ثلاثة إنزيمات جديدة من مادة البولي إيثيلين تيرفثالات القادرة على تحليل البلاستيك، والتي يمكن لأحدها تحليل الفيلم البلاستيكي للبولي إيثيلين تيرفثالات خلال ثلاثة أيام، مع معدل تحلل يصل إلى 83 بالمائة.

وقال لي شنغ يينغ، المؤلف المشارك للدراسة: "يمكن لجرام واحد من هذا الإنزيم أن يحلل 55 زجاجة مياه بلاستيكية تبلغ سعة كل منها 500 ملليلتر".

واستطرد لي: "سيلعب هذا التقدم دورا إيجابيا في معالجة التلوث البلاستيكي، لا سيما في تحقيق الاستخدام الأخضر ومنخفض الكربون والمستدام لبلاستيك البولي إيثيلين تيرفثالات في الصين"، مضيفا "سيساعد ذلك أيضا على تقليل اعتماد صناعة تصنيع البلاستيك على النفط وخفض انبعاثات الكربون".

وكشفت الأبحاث السابقة عن الإمكانات الهائلة للتنوع الميكروبي البحري في استكشاف أنظمة تحرير الجينات الجديدة والببتيدات المضادة للميكروبات والوظائف الميكروبية الأخرى.

وفي الدراسة، استكشف الفريق البحثي الموارد الجينية لقاعدة البيانات من أبعاد متعددة وحدد 36 نظاما جديدا لتحرير الجينات.

كما أجرى الباحثون تحقيقا في إمكانية تطبيق أحد تلك الأنظمة، والذي تم التأكد من فعاليته العالية في تحرير الجينوم في جميع سيناريوهات الاختبار، وذلك يسلط الضوء على إمكاناته كأداة جديدة للبحث الأساسي وتطوير الطب الانتقالي.

علاوة على ذلك، تم تحديد 117 ببتيدا جديدا محتملا مضادا للميكروبات، من بينها 10 ببتيدات أظهرت نشاطا ملحوظا مضادا للميكروبات وفعالية واسعة النطاق بعد التخليق الحيوي والاختبار، مما يوفر نهجا جديدا واعدا لمعالجة مقاومة المضادات الحيوية.

وقال لي: "من المرجح أن يتم استخدام الببتيدات المضادة للميكروبات لتطوير مضادات حيوية جديدة تماما أو أدوية أخرى في المستقبل".

وبناء على هذه النتائج، تشاركت "أبحاث بي جي آي" مع جامعة هونغ كونغ للفنون التطبيقية لإنشاء مركز أبحاث مشترك لتعزيز التطوير والتسويق.