المدن لديها 'بصمات' ميكروبية فريدة من نوعها ، أول دراسة من نوعها تكشف

(جوزيف شان / Unsplash)

يقول العلماء إن كل مدينة مأهولة بمجموعة فريدة من الكائنات الميكروبية ، وهذه 'البصمة' الميكروبية مميزة للغاية ، ومن المحتمل أن يكون الحمض النووي الموجود على حذائك كافياً لتحديد المكان الذي تعيش فيه.

في دراسة جديدة ، أخذ الباحثون آلاف العينات من أنظمة النقل الجماعي في 60 مدينة في جميع أنحاء العالم ، وقاموا بمسح نقاط الاتصال المشتركة مثل الأبواب الدوارة والسور في محطات الأنفاق والحافلات المزدحمة في جميع أنحاء العالم.

بعد إخضاع أكثر من 4700 عينة من العينات التي تم جمعها للتسلسل الميتاجينومي (دراسة المواد الجينية التي تم جمعها من البيئة) ، أنشأ العلماء أطلسًا عالميًا للنظام البيئي الميكروبي الحضري ، والذي يقولون إنه أول كتالوج منهجي من نوعه.

تشير النتائج إلى عدم وجود مدينتين متشابهتين ، حيث كشفت كل مدينة كبرى تمت دراستها حتى الآن عن 'صدى جزيئي' فريد للأنواع الميكروبية التي تعيش فيها ، تختلف عن المجموعات السكانية الموجودة في البيئات الحضرية الأخرى.

(طب وايل كورنيل)

ليس ذلك فحسب ، بل أظهر التحليل الذي استمر لمدة ثلاث سنوات آلاف الأنواع غير المعروفة سابقًا من الكائنات الحية الدقيقة ، بما في ذلك ما يقرب من 11000. الفيروسات وأكثر من 1300 نوع من البكتيريا التي لا تتطابق مع أي نوع معروف.

'في كل مرة تجلس فيها في مترو الأنفاق ، من المحتمل أنك تتنقل مع نوع جديد تمامًا' يقول عالم أحياء النظم كريستوفر ماسون من جامعة كورنيل.

الفريق ، الذي يتألف من اتحاد يضم عشرات العلماء من أكثر من 60 منظمة بحثية ، جمع في النهاية عينات من 32 دولة عبر ست قارات ، لكن المشروع بدأ بأهداف أكثر تواضعًا ، حيث قام بتحليل العينات الميكروبية الموجودة في نظام مترو أنفاق مدينة نيويورك.

بعد أن بدأ العمل في جذب الانتباه ، أسس ماسون MetaSUB ، وهو تعاون دولي يحاول توثيق المنطقة الأحيائية الحضرية التي يتفاعل معها ملايين الأشخاص كل يوم.

قال الباحثون: 'من الواضح الآن أن المدن ، بشكل عام ، لها تأثير على صحة الإنسان ، على الرغم من أن آليات هذا التأثير متغيرة على نطاق واسع وغالبًا ما تكون غير مفهومة'. اكتب في دراستهم الجديدة .

'في الواقع ، فإن فهمنا لديناميات الميكروبات في البيئة الحضرية خارج الأوبئة قد بدأ للتو'.

(طب وايل كورنيل)

النتائج الجديدة تحمل هذه الملاحظة. من بين 4728 عينة ميتاجينومية تم تحليلها (تم جمعها جميعًا قبل كوفيد -19 جائحة ) ، تم العثور على كمية من الميكروبات غير المعروفة أكبر بكثير من الميكروبات المعروفة.

في المجموع 10928 فيروسات و 1302 بكتيريا و 2 عتائق و 838532 كريسبر تم التعرف على المصفوفات (أجزاء من الحمض النووي الفيروسي) التي لم يكن لها تطابق في قواعد البيانات المرجعية ، مقارنة مع حوالي 4246 نوعًا من الكائنات الحية الدقيقة الحضرية التي تم تحديدها سابقًا.

من بين هؤلاء ، يقول الباحثون إن مجموعة من 31 نوعًا من الميكروبات غير البشرية تم العثور عليها في 97 بالمائة من العينات: ميكروبيوم حضري متسق 'أساسي' يظهر فعليًا في كل مكان يبدو عليه.

علاوة على ذلك ، توجد اختلافات جغرافية متميزة في التجمعات الميكروبية في كل مدينة. لدرجة أنه في الواقع يقول ميسون يمكنه أن يتنبأ بدقة تصل إلى 90 في المائة حيث يعيش الشخص ، إذا تم تسلسل الحمض النووي على أحذيته.

يحتوي الميكروبيوم على أصداء جزيئية للمكان الذي تم جمعه فيه ، يقول المؤلف الأول للدراسة David Danko ، مدير MetaSUB للمعلوماتية الحيوية.

قد تحتوي عينة ساحلية على ميكروبات محبة للملح بينما قد تظهر عينة من مدينة مكتظة بالسكان تنوعًا بيولوجيًا مذهلاً.

بصرف النظر عن التمييز بين التوقيعات المميزة لكل ميكروبيوم حضري ، يأمل الباحثون في اكتشاف طرق جديدة لتحديد التهديدات الصحية في التجمعات الميكروبية ، مثل سلالات البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية - التي وُجدت على نطاق واسع عالميًا بين مدن الدراسة ، على الرغم من ليس بكثرة.

ما يتبقى هو ما إذا كان التفرد الميكروبي لكل مدينة هو مسألة صدفة عشوائية ، أو إذا كانت هناك أهمية أعمق للتغيرات الجغرافية التي لم نقدرها بالكامل بعد.

بالإضافة إلى الكشف عن مسببات الأمراض الكامنة ، فإن العالم المتنوع من الميكروبات غير المرئية داخل المدن قد يحمل أيضًا فرصًا واعدة للطب ، مما يساعدنا على اكتشاف مجموعات الجينات التخليقية (BGCs) - مركبات ذات إمكانات كبيرة للمضادات الحيوية والأدوية الأخرى في المستقبل.

'إحدى الخطوات التالية هي تجميع والتحقق من صحة بعض هذه الجزيئات وتوقع BGCs ، ومن ثم معرفة ما تفعله طبيًا أو علاجيًا' يقول ميسون .

غالبًا ما يعتقد الناس أن الغابة المطيرة هي فضل من التنوع البيولوجي وجزيئات جديدة للعلاجات ، ولكن الأمر نفسه ينطبق على درابزين أو مقعد مترو الأنفاق.

تم الإبلاغ عن النتائج في خلية .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.