[ad_1]

آن احساس در روده شما؟ خوب، این در سر شماست، اما بخشی از آن واقعاً از دستگاه گوارش شروع می شود.

برخی از تریلیون‌ها باکتری که در روده شما زندگی می‌کنند – از جمله ویروس‌ها، یوکاریوت‌ها و باستان‌ها – برخی از انتقال‌دهنده‌های عصبی را که مسئول اعصاب، اضطراب و سرخوشی شما هستند، ترکیب می‌کنند.

هنگامی که شما به اندازه کافی – یا بیش از حد – از هر یک از این هورمون ها ندارید، سلامت روان شما ممکن است آسیب ببیند.

تائه سوک مون، دانشیار گروه انرژی، محیط زیست و مهندسی شیمی در دانشکده مهندسی مک‌کلوی در دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس، می‌گوید که خودش این عدم تعادل را تجربه کرده است. و او در حال کار بر روی یک راه حل است: باکتری های دستکاری شده ژنتیکی که می توانند تولید مواد شیمیایی را از داخل روده فرد کنترل کنند و هرگونه عدم تعادل را برطرف کنند.

تحقیقات او در 11 نوامبر در مجله منتشر شد سیستم های سلولی.

مون گفت: “این کار دشواری است که انتقال دهنده های عصبی خود را متعادل نگه دارید.” اما او قبلاً شروع کرده است. در سال 2017، به مون کمک هزینه ای برای مهندسی پروبیوتیک اعطا شد که به طور خاص با هدف محافظت از مردم در برابر اثرات منفی افزایش آدرنالین بر سلامتی انجام می شود.

روش مون شامل ساخت یک “حسگر باکتریایی” است که می تواند مواد شیمیایی خاصی را در روده فرد تشخیص دهد. او روی حسگرهای مشابه در آزمایشگاه خود کار کرده است تا در نهایت نوعی سیستم مدولار را با حسگرهای مختلف مهندسی ژنتیک کند. او قبلاً حسگرهایی برای دما، pH، سطح اکسیژن، نور، آلاینده ها و سایر مواد شیمیایی مرتبط با بیماری ایجاد کرده بود.

ویژگی کلیدی است

مون اولین کسی نیست که چنین حسگرهایی را توسعه داده است، اما تا به حال، آنها عمدتاً از عدم ویژگی رنج می بردند. هنگام تمایز بین مولکول‌های با ساختار مشابه، حسگرها ممکن است مشکل داشته باشند.

مون گفت: «ویژگی در مهندسی یکی از چالش های بزرگ است. اما ما ثابت کرده‌ایم که می‌توان این کار را انجام داد.»

اثبات در دستکاری ژنتیکی است اشریشیا کلی نیسل 1917 باکتری (EcN) که حسگر یک — و تنها یک — نوع مولکول دارد.

این تیم توانست با یک مسیر حسگر که به طور طبیعی در باکتری ها یافت می شود شروع کنند. نویسنده اول، آستین روتینهاوس، دانشجوی دکترا در آزمایشگاه مون، و سایر اعضای آزمایشگاه از مدل سازی کامپیوتری برای بررسی اینکه چگونه جهش ها بر حساسیت مسیر تاثیر می گذارد، استفاده کردند. محققان توانستند یک مسیر حسگر ایجاد کنند که به مولکول‌هایی که به آن‌ها علاقه داشتند حساس باشد – و فقط آن مولکول‌ها.

حسگرها در EcN گنجانده شدند و باکتری ها را به شکارچی های دقیق تبدیل کردند. آنها می توانند بین فنیل آلانین (Phe) و تیروزین (Tyr)، دو مولکول ساختاری مشابه مرتبط با اختلالات (PKU) و تیروزینمی نوع 2 تمایز قائل شوند.

این تیم همچنین حسگرهایی را برای فنیل اتیلامین (PEA) و تیرامین (Tyra) با ساختار مشابه – که هر دو در غذا و روده یافت می شوند – توسعه دادند.

با این اثبات مفهوم، آزمایشگاه مون اکنون می تواند روی توسعه یک محرک کار کند – پروتئینی که بر اساس اطلاعات جمع آوری شده توسط حسگر عمل می کند. به عنوان مثال، PKU یک بیماری ژنتیکی است که باعث تجمع بیش از حد فنیل آلانین در نوزادان می شود. یک باکتری کاملاً مهندسی شده ممکن است یک حسگر برای تشخیص اسید آمینه و یک محرک داشته باشد که در صورت بالا بودن سطح فنیل آلانین می تواند آن را تجزیه کند.

این نوع ارگانیسم های مهندسی شده می توانند فراتر از یک محیط پزشکی مفید باشند. آنها همچنین می توانند برای نظارت بر کیفیت غذا یا تنظیم مسیرهای مهندسی متابولیک میکروبی، فرآیندهایی که برای ایجاد بسیاری از داروها، سوخت ها یا سایر مواد شیمیایی استفاده می شوند، استفاده شوند.

با این حال، به دلیل تجربیات خود، مون شخصاً به باکتری هایی علاقه مند است که می توانند سطوح انتقال دهنده های عصبی را در روده حس کنند. او گفت: “اگر سطوح خیلی زیاد باشد، باکتری ها آنزیمی تولید می کنند که ماده شیمیایی مورد نظر را تجزیه می کند. اگر خیلی کم باشد، باکتری ها آنزیمی تولید می کنند که می تواند مقدار بیشتری از آن را سنتز کند.”

حدود 95 درصد از هورمون سروتونین توسط باکتری های روده سنتز می شود. مون گفت، وقتی این و سایر انتقال دهنده های عصبی از کار بیفتند، فرد می تواند به شدت آسیب ببیند. او می خواهد به این رنج پایان دهد.

“این آغاز راه حل مهندسی ما است.”

[ad_2]