پژوهشگران دانشگاه صنعتی چالمرز (Chalmers University of Technology) موفق به شناسایی بیش از ۷۰ ژن متالو-بتا-لاکتاماز (Metallo-Beta-Lactamase) در باکتری‌ها شده‌اند که ضربتی‌ترین آنتی‌بیوتیک‌ها را هم شکست می‌دهند.
متالو-بتا-لاکتامازها آنزیم‌هایی باکتریایی هستند که جاندار را در برابر کارباپنم‌ها (Carbapenems) مقاوم می‌کنند. کارباپنم‌ها یکی از قدرت‌مندترین خانواده‌های آنتی‌بیوتیک به شمار می‌روند.
این دسته از آنزیم‌ها عمدتاً توسط “عناصر متحرک ژنتیکی” (Mobile Genetic Elements) کد می‌شوند. MGEها قطعاتی از DNA هستند که می‌توانند وارد ژنوم شده، و یا از آن خارج شوند. متالو-بتا-لاکتامازها به دلیل اثر بر روی گسترۀ وسیعی از پیش‌ماده‌ها، و هم‌چنین فقدان مهارکننده‌های طبی کارآمد؛ به عنوان یکی از مشکل‌زاترین شاخص‌های مقاومت آنتی‌بیوتیکی مطرح شده‌اند.
مقالۀ مرتبط: آنتی‌بیوتیک؛ دنبالۀ هندسی مقاومت‌زایی
مطالعۀ جدید محققین دانشگاه صنعتی چالمرز، با هدف شناسایی انواع جدیدی از متالو-بتا-لاکتامازهای ردۀ B1 کلید خورده بود؛ و نتایج آن به تازگی در ژورنال Microbiome منتشر شده است. از نظر بالینی، B1 مهم‌ترین زیرگروه از این خانواده محسوب می‌شود.
پروفسور اریک کریستیانسون (Erik Kristiansson) و همکارانش با بررسی بیش از ۱۰ هزار ژنوم و پلاسمید باکتریایی به همراه بیش از ۵ تراباز (تریلیون باز) اطلاعات متاژنومیک، توانستند تعداد جدیدی از متالو-بتا-لاکتامازها را شناسایی کنند.
در فاز ابتدایی مطالعه، محققان ۷۶ ژن آنزیمی جدید را پیش‌بینی کرده بودند؛ که خود شامل ۵۹ خانوادۀ جدید متالو-بتا-لاکتاماز می‌شود. در ادامه، تست مثبت هضم ایمی‌پنم (Imipenem، آنتی‌بیوتیک از خانوادۀ کارباپنم) در اشریشیا کلی (E. coli)، هجده مورد از ۲۱ ژن مورد مطالعه را تأیید کرد.
نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که ژنهای دخیل در مقاومت آنتی‌بیوتیکی، صرفاً آن‌هایی نیستند که ما می‌شناسیم؛ بلکه تعداد زیادی ژن ناشناخته نیز نقش تأثیرگذاری در این بازی خطرناک ایفا می‌کنند. آگاهی از چنین ژن‌هایی می‌تواند ما را در مبارزه با باکتری‌های مقاوم به چندین آنتی‌بیوتیک (Multi-Resistant) یاری کند.
سلام
ژنهای جدید چه طور کشف می شوند؟ از طریق چه تکنیک یا تکنیکهایی؟
سلام خدمت شما
کشف ژن جدید پروسۀ زمان‌بری هست و سال‌ها طول می‌کشه. محقق‌ها معمولا با استفاده از نقشه‌های کروموزومی این کار رو انجام می‌دن. پیدا کردن ژنی که در بروز نوعی اختلال دخیل هست و یا ژن عامل مقاومت به آنتی‌بیوتیک مثل پیدا کردن یک مکان روی نقشه شهر می‌مونه. همون‌طور که برای پیدا کردن یه مکان از یک سری شاخص‌ها استفاده می‌کنیم (مثل فلان برج یا بانک) برای پیدا کردن ژن از شاخص و یا مارکرهای ژنتیکی استفاده می‌شه، با این تفاوت که مارکرهای ژنتیکی توالی‌ای از چهار نوکلئوتید A,T,C,G هستش. این توالی‌ها در افراد و جانداران مختلف، متفاوت هستن و عمدتاً روی وضعیت سلامت تأثیری نمی‌گذارن بلکه مثل یک پرچم (شاخص) موقعیت یک توالی بسیار بلندتر (ژن) که در نزدیکی‌شون هست رو نشون می‌دن. دانشمندها نقشۀ این شاخص‌های ژنتیکی روی کروموزوم‌ها رو در دست دارند.
اما برای پیدا کردن یک ژن خاص، باید مارکرهای زیادی تست بشه. معمولا مارکرهایی تست می‌شه که بروزشون در افرادی با یک سری ویژگ خاص بیشتر هست. برای مثال محقق‌ها مشاهده می‌کنن که یک توالی کوتاه (مارکر) در جمعیتی از باکتری‌ها که نسبت به پنی‌سیلین (مثلا) مقاومت نشون می‌دن بیشتره، از همین رو احتمال داره این مارکر با یک توالی بلندتر ارتباط داشته باشه که بیان اون توالی به تولید محصول یا محصولاتی منجر می‌شه که می‌تونه ساختار مولکول پنی‌سیلین رو بشکنه و یا نوعی پمپ غشایی رو کد کنه که به طور فعال می‌تونه مولکول‌های آنتی‌بیوتیکی که داخل سلول باکتری می‌شن رو به خارج پمپ کنه (بیشتر برای تتراسایکلین این حالت اتفاق می‌افته).
یک سری روش‌های محاسباتی و آماری می‌تونه به محقق بگه که این مارکری که فراوانی بالایی در جمعیتی از باکتری‌ها داره چقدر از تا یک ژن فاصله داره.
در فرآیند پیدا کردن ژن، مقوله‌ای داریم به اسم “ژن کاندید” (Candidate Gene). ژن کاندید ژنی هست که به خاطر موقعیتش روی کروموزوم و یا فعالیتش و یا هر دو، از نظر دانشمندا می‌تونه در بروز اون صفت خاص نقش داشته باشه. در شرایطی که محقق از مطالعات قبل به این نتیجه برسه که ژن مذکور در فلان ناحیه از کروموزوم قرار داره، اون ناحیه رو بررسی می‌کنه. این کار مثل این می‌مونه که در تک‌تک خونه‌های موجود در یک محله رو بزنی و پرس‌وجو کنی. گاهی وقت‌ها همین روند با استفاده از کارکرد ژن، نه جایگاه، انجام می‌شه.
لطفن توجه داشته باشید که کشف ژن به این معنی نیست که توالی مربوط به این ژن ناشناخته بود. منظور از کشف ژن، کشف نقش ژن هست. یعنی محقق بعد از کلی بررسی به این نتیجه می‌رسه که این ژن در بروز این صفت نقش داره و به این ترتیب یک ژن موثر در مقاومت آنتی‌بیوتیکی کشف می‌شه (که لزوماً توالی اون ژن از قبل ناشناخته نبوده)
برای مطالعۀ بیشتر می‌تونید به این لینک مراجعه کنید: https://goo.gl/56MWcP
هم‌چنین می‌تونید به کتب مرجع ژنتیک رجوع کنید.