ส่องไวรัสโจมตีแบคทีเรียในอวกาศ: เรื่องสุดแปลก!

สถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) เป็นหนึ่งในสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมือนใคร ซึ่งสิ่งมีชีวิตเคยดำรงอยู่ ณ วงโคจรต่ำของโลก และงานวิจัยในปัจจุบันพบว่า แบคเทอริโอเฟจ ซึ่งเป็นไวรัสที่ล่าแบคทีเรีย สามารถประพฤติตัวแปลกประหลาดในอวกาศได้

นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาว่าเฟจมีปฏิสัมพันธ์กับแบคทีเรีย Escherichia coli บนสถานีอวกาศนานาชาติอย่างไร และเปรียบเทียบกับคู่ที่เติบโตบนโลก พวกเขาพบว่าเฟจที่อยู่ในอวกาศใช้เวลานานกว่าในการแพร่เชื้อไปยังโฮสต์ ในขณะที่ทั้งแบคทีเรียและไวรัสต่างก็พัฒนากลายพันธุ์ที่ผิดปกติเพื่อตอบสนองต่อกันและสภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำของสถานีอวกาศนานาชาติ ผลการวิจัยยังบ่งชี้ว่าเฟจในอวกาศสามารถพัฒนากลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์ต่อมนุษย์บนโลกได้

“จุลินทรีย์ยังคงพัฒนาต่อไปภายใต้สภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำ และพวกมันทำเช่นนั้นในรูปแบบที่คาดเดาไม่ได้เสมอไปจากการทดลองบนโลก” Vatsan Raman วิศวกรชีวโมเลกุลและเซลล์แห่งมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน–แมดิสัน ผู้เขียนอาวุโสของการศึกษา กล่าวกับ Gizmodo

มีการศึกษาบันทึกไว้ว่าจุลินทรีย์และสิ่งมีชีวิตเล็กๆ อื่นๆ จำนวนมากสามารถเจริญเติบโตได้บนสถานีอวกาศนานาชาติ รวมถึง จุลินทรีย์ ที่นักบินอวกาศทิ้งไว้เบื้องหลัง แต่จากข้อมูลของ Raman มีการวิจัยค่อนข้างน้อยที่ตรวจสอบว่าจุลินทรีย์ในอวกาศเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร โดยเฉพาะอย่างยิ่งเฟจและแบคทีเรียที่พวกมันติดเชื้อเพื่อสร้างตัวเองมากขึ้น

นักบินอวกาศของ NASA เตรียมค้นหาสิ่งมีชีวิตที่เกาะอยู่ภายนอกสถานีอวกาศนานาชาติ

“การทดลองวิวัฒนาการของจุลินทรีย์ส่วนใหญ่มักจะตั้งสมมติฐานว่ามีสภาพทางกายภาพคล้ายกับโลก แต่การบินในอวกาศจะเปลี่ยนแปลงลักษณะพื้นฐานของสภาพแวดล้อม ไม่ว่าจะเป็นวิธีการผสมของเหลว วิธีการที่เซลล์เผชิญหน้ากัน และวิธีที่แรงทางกายภาพกำหนดสรีรวิทยาของเซลล์” เขาอธิบาย “การติดเชื้อเฟจขึ้นอยู่กับการขนส่ง อัตราการเผชิญหน้า และสรีรวิทยาของโฮสต์ ซึ่งทั้งหมดนี้อาจเปลี่ยนแปลงได้ในอวกาศ เราต้องการทดสอบว่าแรงโน้มถ่วงต่ำเพียงแค่ชะลอกระบวนการเหล่านี้ลง หรือว่ามันผลักดันเฟจและแบคทีเรียไปตามเส้นทางวิวัฒนาการที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง”

พวกเขาเน้นไปที่เฟจชนิดหนึ่งที่ชอบกิน E. coli ซึ่งรู้จักกันในชื่อ T7

เฟจของสถานีอวกาศนานาชาติแพร่เชื้อเหยื่อได้ช้ากว่าในตอนแรก ซึ่งอาจเป็นเพราะของเหลวไม่ได้ผสมกันในลักษณะเดียวกันภายใต้สภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำ ตามข้อมูลของ Raman แต่เมื่อเกิดการติดเชื้อแล้ว ทั้งเฟจและแบคทีเรียก็ปรับตัวอย่างรวดเร็วและมักจะแตกต่างจากคู่หูบนโลก แบคทีเรียมีการพัฒนาในลักษณะที่ดูเหมือนว่าจะช่วยเพิ่มการป้องกันการติดเชื้อเฟจและเพิ่มความสามารถในการอยู่รอดในอวกาศ ในขณะที่เฟจมีการพัฒนาให้ติดเชื้อ E. coli ได้ง่ายขึ้น ยิ่งไปกว่านั้น การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมบางอย่างที่พบในเฟจอวกาศนั้นไม่เหมือนกับที่เคยเห็นบนโลก

“ประเด็นสำคัญคือแรงโน้มถ่วงต่ำไม่ได้เพียงแค่ชะลอการติดเชื้อเฟจ แต่ยังปรับรูปร่างว่าเฟจและแบคทีเรียวิวัฒนาการร่วมกันอย่างไร” Raman กล่าว “เราสังเกตเห็นการกลายพันธุ์ที่ปรากฏในยีนที่ไม่คาดคิด รวมถึงยีนที่ยังไม่ได้รับการระบุลักษณะที่ดีในห้องปฏิบัติการมาตรฐาน”

ผลการวิจัยของทีม ได้รับการตีพิมพ์ เมื่อวันอังคารใน PLOS Biology

ผลการวิจัยมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเดินทางในอวกาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภารกิจระยะยาว จุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่บนสถานีอวกาศนานาชาติและสถานีอวกาศอื่นๆ ในอนาคตไม่ได้เป็นเพียงนักท่องเที่ยวที่อยู่เฉยๆ และแน่นอนว่าพวกมันสามารถพัฒนาในรูปแบบที่มีผลกระทบอย่างแท้จริงต่อสุขภาพของนักบินอวกาศและสภาพแวดล้อมโดยทั่วไป Raman กล่าว

การอพยพทางการแพทย์ครั้งแรกของ NASA จาก ISS กำลังเกิดขึ้นในสัปดาห์นี้ นี่คือสิ่งที่เราทราบ

นอกเหนือจากความเป็นไปได้ที่น่ากลัวนั้น เฟจอวกาศยังสามารถช่วยมนุษยชาติได้อีกด้วย การทดลองของทีมบนโลกพบว่าการเปลี่ยนแปลงหลายอย่างที่เห็นบนสถานีอวกาศนานาชาติทำให้เฟจสามารถโจมตีเชื้อ E. coli ที่ดื้อต่อ T7 ได้ดีขึ้น ซึ่งเป็นสาเหตุของการติดเชื้อทางเดินปัสสาวะในคน

เฟจได้รับการพัฒนาให้เป็นวิธีการรักษาทางเลือกสำหรับการติดเชื้อที่ดื้อต่อยาอยู่แล้ว และแม้ว่าจะเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติที่จะทำการทดลองประเภทนี้บนสถานีอวกาศนานาชาติเป็นประจำ การเรียนรู้ว่าแรงโน้มถ่วงต่ำสามารถกำหนดวิวัฒนาการของจุลินทรีย์เหล่านี้ได้อย่างไร จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เช่น Raman สามารถนำบทเรียนเหล่านั้นไปใช้ในการศึกษาที่ดำเนินการบนโลกได้

“ฉันหวังว่างานนี้จะกระตุ้นให้นักวิจัยคิดว่าอวกาศไม่ได้เป็นเพียงสถานที่สำหรับทำซ้ำการทดลองบนโลกเท่านั้น แต่ยังเป็นสภาพแวดล้อมทางกายภาพที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ซึ่งสามารถเปิดเผยชีววิทยาใหม่ๆ ได้ ซึ่งเป็นข้อมูลเชิงลึกที่ท้ายที่สุดแล้ววนกลับมาปรับปรุงการวิจัยและการใช้งานที่นี่บนโลก” เขากล่าว

เมื่อมองไปข้างหน้า นักวิจัยหวังว่าจะเข้าใจยีนและการกลายพันธุ์ที่เฉพาะเจาะจงในเฟจ T7 ที่เกิดขึ้นภายใต้สภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำได้ดีขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งยีนที่ไม่สามารถสร้างขึ้นได้ง่ายๆ ในห้องปฏิบัติการมาตรฐาน พวกเขายังหวังว่าการศึกษาที่คล้ายคลึงกันในอนาคตจะเปิดเผยว่าอวกาศสามารถเปลี่ยนแปลงชีววิทยาของชุมชนจุลินทรีย์ที่ซับซ้อนมากขึ้นหรือแบคทีเรียที่เกี่ยวข้องทางการแพทย์ได้อย่างไร

ส่องไวรัสโจมตีแบคทีเรียในอวกาศ: เรื่องสุดแปลก!

ทำไมต้องส่องไวรัสโจมตีแบคทีเรียในอวกาศ

การศึกษาปรากฏการณ์ ส่องไวรัสโจมตีแบคทีเรียในอวกาศ: เรื่องสุดแปลก! เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากสามารถนำไปสู่ความเข้าใจใหม่ๆ เกี่ยวกับวิวัฒนาการของจุลินทรีย์ในสภาพแวดล้อมที่ไม่คุ้นเคย และอาจนำไปสู่การพัฒนาวิธีการรักษาโรคติดเชื้อแบบใหม่ได้

นักวิทยาศาสตร์พบว่า ส่องไวรัสโจมตีแบคทีเรียในอวกาศ: เรื่องสุดแปลก! เพราะการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมแรงโน้มถ่วงต่ำส่งผลต่อการผสมของเหลวและการเผชิญหน้าระหว่างเซลล์ ทำให้ไวรัสและแบคทีเรียมีการปรับตัวที่แตกต่างจากบนโลก

การค้นพบนี้ไม่เพียงแต่มีความสำคัญต่อการเดินทางในอวกาศระยะยาว แต่ยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการวิจัยและการรักษาโรคบนโลกได้อีกด้วย การทำความเข้าใจว่าแรงโน้มถ่วงต่ำมีผลต่อการวิวัฒนาการของจุลินทรีย์อย่างไร จะช่วยให้เราสามารถออกแบบวิธีการรักษาที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับโรคติดเชื้อที่ดื้อยา

ที่สำคัญ การวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของการศึกษาในสภาพแวดล้อมที่แตกต่าง เพื่อค้นพบองค์ความรู้ใหม่ๆ และพัฒนาเทคโนโลยีที่เป็นประโยชน์ต่อมนุษยชาติ การศึกษา ส่องไวรัสโจมตีแบคทีเรียในอวกาศ: เรื่องสุดแปลก! จึงเป็นก้าวสำคัญในการสำรวจโลกแห่งจุลินทรีย์และนำไปสู่การประยุกต์ใช้ในวงกว้าง

ที่มา – Scientists Watched Viruses Attack Bacteria in Space. Things Got Weird