العلاجات المحتملة لتخضير الحمضيات


على مدار 40 عامًا ، أصبح عالم الأحياء Sharon Long خبيرًا في البكتيريا التكافلية التي تساعد البرسيم على النمو. وقد نشرت أكثر من 150 بحثًا حول هذا الموضوع ، لكن عندما أدركت أن مختبراتها التي استمرت عقودًا من الأبحاث شديدة التركيز يمكن أن تسهم في حل مشكلة تخضير الحمضيات - وهو المرض الذي يدمر محاصيل الحمضيات - فقد كان مصدر إلهام لها للذهاب في اتجاه جديد.

وقال لونج ، وهو وليام سي شتاير جونيور - شركة فايزر إنك: "أنا فقط على بعد جيلين من المزرعة ، وقرأت أن مزارعي الحمضيات يفقدون سبل عيشهم وأرضهم ، وبالتالي فقدوا أجيال من التقاليد العائلية". أستاذ العلوم البيولوجية في كلية العلوم الإنسانية. "قررنا إعادة توجيه جهودنا للعمل على هذه المشكلة لأننا أردنا إحداث تغيير".

وقد أثمر هذا الخطر بطريقة جديدة لإيجاد علاجات محتملة لهذا المرض ، وقائمة قصيرة تضم 130 مجمعا لاستكشافها. تم نشر تفاصيل النظام وعروضهم في 19 أغسطس في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم .

وقالت ميلاني بارنيت ، كبيرة الباحثين في مختبر لونج وكاتب رئيسي في البحث: "ما أكملناه هو مجرد جزء صغير مما يجب القيام به". "إنه يتجاوز خبرتنا متابعة هذه النتائج إلى المستوى المطلوب للتطبيق في العالم الواقعي ، لكنه قدم للباحثين الذين يمكنهم اتخاذ تلك الخطوات التالية."

عقود من المعرفة

دمر تخضير الحمضيات صناعة الحمضيات في فلوريدا وتوجد في العديد من مناطق زراعة الحمضيات في البلاد. حتى مع وجود رقابة عالية ، فإن المرض ينتشر ، وبحلول الوقت الذي تظهر فيه أعراض العدوى البكتيرية الفتاكة ، فقد فات الأوان - يجب اقتلاع وتدمير النباتات التي تحمل أوراقًا مزركشة وفاكهة قبيحة مع عصير مرير غير ناضج.

هناك علاج شائع بشكل متزايد للعدوى وهو رش بساتين كاملة بالمضادات الحيوية ، وهو إجراء محفوف بالمخاطر قد يسمح للبكتيريا المقاومة للأدوية بالظهور والانتشار.

على الرغم من الدمار الذي لحق به ، إلا أن تخضير الحمضيات كان من الصعب على الباحثين دراسته. لن تنمو البكتيريا التي تسبب المرض - Liberibacter asiaticus - في المختبر ، ودراسة النباتات المصابة ممكنة فقط في عدد قليل من المواقع المحمية للغاية والمختومة في الولايات المتحدة. البكتيرية النسبية للعثور على إجابات. لكن مختبر لونج أدرك أنه بإمكانه معالجة المشكلة من خلال التركيز على قريب بعيد المدى - Sinorhizobium meliloti ، الذي يشترك مع بعض النباتات ، مما يسمح لها بالنمو دون إضافة الأسمدة النيتروجينية.

وقال لونج: "نحن نعمل على هذه البكتيريا منذ 40 عامًا وقد طورنا أدوات تسمح بإجراء دراسات وراثية مفصلة بدقة". "وهذا يوفر منصة تجريبية غير ممكن من خلال العمل مباشرة على هذا الممرض أو حتى أقربائه المقربين."

بدأ الباحثون بإدخال جينات من بكتيريا الحمضيات المخضرة في خلايا S. meliloti المعروفة لديهم. هذه الجينات كل رمز لبروتين يعتقد العلماء أنه ينظم جوانب العدوى.

ثم قاموا بتصميم البكتيريا حتى تنشط هذه البروتينات الحساسة للعدوى ، فتتوهج البكتيريا باللون الأخضر في ضوء معين. باستخدام هذا الإعداد ، إذا كشفوا البكتيريا لمادة كيميائية تمنع البروتينات - وربما تقلل أيضًا من قدرة البكتيريا على إصابة الحمضيات - فستصبح الخلية أقل خضرة.

مكّنت هذه الإشارة المرئية من فحص أكثر من 120،000 مركب مختلف بمساعدة مركز ستانفورد للعلوم البيولوجية عالي الإنتاجية. حددت تلك الشاشة 130 مركبًا خافت من توهج الخلايا الخضراء دون التأثير على نموها.

"لقد سمح لنا نظامنا بالعثور على مثبطات محددة للغاية لا تضر البكتيريا المفيدة" ، أوضح لونغ. "مثل هذه المثبطات ستكون تحسنا كبيرا مقارنة بالرش البيئي للمضادات الحيوية العامة."

وإلى جانب دراسة الـ 130 مركباً ، قالت المجموعة إن الباحثين الآخرين يمكنهم الآن اختبار مواد كيميائية إضافية باستخدام النظام الذي ابتكروه ، أو فحص جينات مختلفة.

وقال بارنيت: "مع هذا النظام ، يمكن اختبار أي جين من مسببات الأمراض أو مسببات الأمراض ذات الصلة الوثيقة بطريقة مضبوطة للغاية وبكفاءة عالية". "إن سنوات البحث التي دخلت في دراسة Sinorhizobium والعمل معها يمكن أن توفر الآن سنوات من الوقت كان يمكن للآخرين أن يقضوها في تطوير مثل هذا النظام من نقطة الصفر".

إحداث فرق

ل Long and Barnett ، كان لهذا المسعى أهمية شخصية. لونغ هي من مواطني ولاية تكساس التي ترعرع أجدادها في المزارع وكانت عمتها من بلدة في وادي ريو غراندي معروفة بصناعة الحمضيات. قامت بتمويل الأشهر القليلة الأولى من هذا البحث من مدخراتها الخاصة. امتلك اثنان من أجداد بارنيت مزرعة للقمح في كولفاكس بواشنطن قبل الانتقال إلى كاليفورنيا. انتقلت مجموعة أخرى إلى ولاية كاليفورنيا من ولاية أركنساس في عام 1920 وعملت كمزارعين مهاجرين في جميع أنحاء الولاية ، وغالباً في صناعة الحمضيات. نشأ بارنيت في جنوب كاليفورنيا ، حيث تم اكتشاف مرض تخضير الحمضيات لأول مرة في عام 2012.

وقال بارنيت: "القدرة على توفير أنفسنا مجزية. إنها مهمة أيضًا لرفاهيتنا وأمننا القومي". "معظم الحمضيات التي يتم تناولها خارج اليد تأتي من كاليفورنيا وأشعر بفخر وامتنان كبيرين من ولاية تغذي البلاد."

إلى جانب تشجيع المزيد من العمل على المركبات المرشحة ومع نظام الفحص الخاص بهم ، أنهى Long and Barnett ورقته بدعوة للعمل. يحثون الباحثين الآخرين على متابعة تقدمهم والخروج من مناطق راحتهم للمساهمة بكل ما في وسعهم لأزمة تخضير الحمضيات. تبرع الفريق بجميع المعلومات والمواد إلى المجال العام لتشجيع أكبر عدد ممكن من الباحثين على استخدام هذا النظام.

شارك المقالة عبر:

اترك تعليقا:

اعلانك هنا