استخراج باکتری تجزیه کننده پلاستیک از زخم انسان

میکروب‌های پلاستیک‌خوار به کمک محیط زیست می آیند.

کد خبر: ۸۱۰۴۴۱

تاریخ: ۱۸ خرداد ۱۴۰۴ - ۱۴:۳۴

به گزارش ایران اکونومیست؛ آلودگی پلاستیکی یکی از چالش‌های زیست‌محیطی تعیین‌کننده عصر ماست و میکروب‌شناس‌ها به تازگی باکتری‌هایی را کشف کرده‌اند که قادر به تجزیه انواع مختلف پلاستیک هستند و نویدبخش مسیری پایدارتر در آینده هستند.

این مطالعه به سرپرستی «رونان مک کارتی»(Ronan McCarthy) استاد علوم زیست پزشکی و «روبن دی دیوس»( Rubén de Dios) پژوهشگر فوق دکترای زیست‌فناوری در «دانشگاه برونل»(Brunel) از لندن انجام شده است.

به نقل از ساینس‌آلرت، این میکروب‌های پلاستیک‌خوار می‌توانند روزی به کاهش کوه‌های زباله‌ای که محل‌های دفن زباله را پر کرده و اقیانوس‌ها را خفه کرده‌اند، کمک کنند. اما آنها همیشه یک راه حل بی‌نقص نیستند و در محیط نامناسب می‌توانند مشکلات جدی ایجاد کنند.

پلاستیک‌ها به طور گسترده در بیمارستان‌ها در مواردی مانند بخیه‌ها، پانسمان زخم و جراحی‌ها استفاده می‌شوند. بنابراین آیا باکتری‌های موجود در بیمارستان‌ها می‌توانند پلاستیک را تجزیه و از آن تغذیه کنند؟

دانشمندان برای یافتن پاسخ، ژنوم پاتوژن‌های بیمارستانی شناخته شده یا عوامل بیماری‌زا را مطالعه کردند تا ببینند آیا آنها آنزیم‌های تجزیه‌کننده پلاستیک مشابهی را که در برخی باکتری‌های موجود در محیط زیست یافت می‌شوند، دارند یا خیر.

آنها با کمال تعجب دریافتند که برخی از میکروب‌های بیمارستانی مانند «سودوموناس آئروژینوزا»(Pseudomonas aeruginosa)، ممکن است قادر به تجزیه پلاستیک باشند.

این میکروب سالانه با حدود 559 هزار مرگ در سطح جهان مرتبط است و بسیاری از این عفونت‌ها در بیمارستان‌ها ایجاد می‌شوند.

بیمارانی که از دستگاه تنفس مصنوعی استفاده می‌کنند یا زخم‌های باز ناشی از جراحی یا سوختگی دارند در معرض خطر عفونت با این باکتری هستند.

دانشمندان تصمیم گرفتند از جستجوی محاسباتی خود در پایگاه‌های داده باکتریایی فراتر روند و توانایی پلاستیک‌خواری «سودوموناس آئروژینوزا» را در آزمایشگاه آزمایش کنند.

آنها بر روی یک خصوصیت خاص از این باکتری که ژنی برای ساخت آنزیم پلاستیک‌خوار داشت، تمرکز کردند. این نمونه از یک بیمار مبتلا به عفونت زخم جدا شده بود. آنها کشف کردند که این خصوصیت نه تنها می‌تواند پلاستیک را تجزیه کند، بلکه می‌تواند از پلاستیک به عنوان غذا برای رشد استفاده کند. این توانایی از آنزیمی موسوم به «Pap1» ناشی می‌شود.

زیست‌لایه‌ها

«سودوموناس آئروژینوزا» توسط سازمان بهداشت جهانی به عنوان یک «پاتوژن» با اولویت بالا در نظر گرفته می‌شود. این باکتری می‌تواند لایه‌های سختی موسوم به «زیست‌لایه»(Biofilm) تشکیل دهد که از آن در برابر سامانه ایمنی و آنتی‌بیوتیک‌ها محافظت می‌کند و درمان آن را بسیار دشوار می‌کند.

این تیم در گذشته نشان داده است که وقتی باکتری‌های محیطی، «زیست‌لایه» تشکیل می‌دهند، می‌توانند پلاستیک را سریع‌تر تجزیه کنند. بنابراین آنها تعجب کردند که آیا داشتن آنزیم تجزیه‌کننده پلاستیک ممکن است به این باکتری کمک کند تا یک «پاتوژن» باشد یا خیر.

جواب این سوال مثبت است. این آنزیم خصوصیت خاصی را برجسته کرده و به آن کمک کرد تا زیست‌لایه‌های بزرگ‌تری بسازد.

دانشمندان برای درک اینکه این باکتری هنگام قرار گرفتن روی پلاستیک، چگونه «زیست‌لایه» بزرگ‌تری می‌سازد، «زیست‌لایه» را از هم جدا کردند و بررسی کردند که از چه چیزی ساخته شده است.

آنها دریافتند که این «پاتوژن» با گنجاندن پلاستیک تجزیه شده در این محیط، «زیست‌لایه‌های» بزرگ‌تری تولید می‌کند. این باکتری از پلاستیک به عنوان سیمان برای ساخت یک جامعه باکتریایی قوی‌تر استفاده می‌کند.

«پاتوژن‌ها» می‌توانند برای مدت طولانی در بیمارستان‌ها زنده بمانند و پژوهشگران فکر می‌کنند این ماندگاری در بیمارستان‌ها می‌تواند به دلیل توانایی «پاتوژن‌ها» در خوردن پلاستیک باشد. بسیاری از درمان‌های پزشکی شامل پلاستیک‌ها هستند.

این مطالعه نشان می‌دهد که یک «پاتوژن» می‌تواند پلاستیک موجود در این دستگاه‌ها را تجزیه کند که این امر می‌تواند به یک مشکل جدی تبدیل شود، زیرا می‌تواند باعث شکست درمان یا بدتر شدن وضعیت بیمار شود.

دانشمندان در حال کار بر روی راه حل‌هایی مانند افزودن مواد ضد میکروبی به پلاستیک‌های پزشکی برای جلوگیری از تغذیه میکروب‌ها از آنها هستند.