قام فريق تعاوني مكوّن من علماء من الصين وبريطانيا والدنمارك ببناء قاعدة بيانات عالمية شاملة للميكروبيوم البحري، ما يوضح إمكانات الكائنات الحيّة 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 تضمّ 43191 جينوماً مُجمَّعاً من الميتاجينوم و2.46 مليار تسلسل جيني.

وتمّ 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 5 سنوات مضت.

ونُشرت الدراسة مؤخّراً في مجلة "نيتشر".

Plasmids, a molecular cornerstone of antimicrobial resistance in the One Health era

Castañeda-Barba, Top & Stalder synthesize the recent literature on the ecological and evolutionary factors that determine the successful spread of plasmid-mediated antimicrobial resistance genes. pic.twitter.com/QBZI3E1br1

— Nature Reviews Microbiology (@NatureRevMicro) July 10, 2023

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 تعزّز بشكل كبير فهمنا لتنوّع الكائنات الحية الدقيقة البحرية، بما في ذلك العتائق والبكتيريا".

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

Marine microorganisms produce valuable secondary metabolites but unculturable species present research challenges. Wang et al highlights metagenomic techniques and emerging tools like AI and synthetic biology to advance BGC discovery and application ➡️ https://t.co/oXUQM6cFfQ pic.twitter.com/0RBkrcdH4A

— Microbial Biotechnology (MBT) (@MicrobialBiote1) September 10, 2024

واكتشف الفريق البحثي أيضاً ثلاثة إنزيمات جديدة من مادة البولي إيثيلين تيرفثالات القادرة على تحليل البلاستيك، والتي يمكن لأحدها تحليل الفيلم البلاستيكي للبولي إيثيلين تيرفثالات خلال 3 أيام، مع معدل تحلّل يصل إلى 83%.

اقرأ أيضاً: تحت الماء... افتتاح أول قرية مرجانية في العالم

وقال لي شنغ يينغ، المؤلّف المشارك للدراسة: "يمكن لغرام واحد من هذا الإنزيم أن يحلّل 55 زجاجة مياه بلاستيكية تبلغ سعة كلّ منها 500 ملليلتر".

🦠💊❌🦠💊❌🦠💊❌🦠💊❌🦠
Dispelling Myths about Antimicrobial Resistance.

It's not just bacteria that can develop resistance to antibiotics. Fungi, viruses, and other microorganisms can also carry resistance genes, making it even harder to fight infections. pic.twitter.com/XpwKVGg4sP

— Antimicrobial Resistance Club, OAU (@amrclub_oau) September 11, 2024

واستطرد لي: "سيؤدي هذا التقدّم دوراً إيجابياً في معالجة التلوّث البلاستيكي، ولا سيما في تحقيق الاستخدام الأخضر ومنخفض الكربون والمستدام لبلاستيك البولي إيثيلين تيرفثالات في الصين"، مضيفاً "سيساعد ذلك أيضاً على تقليل اعتماد صناعة تصنيع البلاستيك على النفط وخفض انبعاثات الكربون".

وكشفت الأبحاث السابقة عن الإمكانات الهائلة للتنوّع 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 متعدّدة وحدّد 36 نظاماً جديداً لتحرير الجينات.

Present & Future Sources of Omega-3

Marine microorganisms, like algae, fungi, & bacteria, serve as the foundation of the marine omega-3 food chain. This enables the enrichment of fish 🐟with eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA).

EPA & DHA in Fish + Amount… pic.twitter.com/JLLmADdGAK

— BowTiedPhys (@BowTiedPhys) November 22, 2023

كما أجرى الباحثون تحقيقاً في إمكانية تطبيق أحد تلك الأنظمة، والذي تمّ التأكّد من فعّاليته العالية في تحرير الجينوم في جميع سيناريوهات الاختبار، وذلك يسلّط الضوء على إمكاناته كأداة جديدة للبحث الأساسي وتطوير الطب الانتقالي.

علاوة على ذلك، تمّ تحديد 117 ببتيداً جديداً محتملاً مضاداً للميكروبات، من بينها 10 ببتيدات أظهرت نشاطاً ملحوظاً مضاداً للميكروبات وفعّالية واسعة النطاق بعد التخليق الحيوي والاختبار، ما يوفّر نهجاً جديداً واعداً لمعالجة مقاومة المضادات الحيوية.

اقرأ أيضاً: اكتشاف كائنات لم تكن معروفة في أعماق البحار

وقال لي: "من المرجّح أن يتمّ استخدام الببتيدات المضادة للميكروبات لتطوير مضادات حيوية جديدة تماماً 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.