Φανταστείτε μια συσκευή που θα μπορούσε να αναλύσει γρήγορα τα μικρόβια σε ωκεανούς και άλλα υδρόβια περιβάλλοντα, αποκαλύπτοντας την υγεία αυτών των οργανισμών – τα οποία είναι πολύ μικροσκοπικά για να τα δει ένας άνθρωπος με γυμνό μάτι, όπως και την αντίδραση στα οικοσυστήματα που δραστηριοποιούνται.
Οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Ρούτγκερς (Rutgers University) δημιούργησαν ένα τέτοιο εργαλείο, μια φορητή συσκευή που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την αξιολόγηση μικροβίων, την ανίχνευση ανθεκτικών στα αντιβιοτικά βακτήρια και την ανάλυση των φυκών που ζουν σε κοραλλιογενείς υφάλους. Η παρούσα μελέτη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Scientific Reports.
Το νέο φορητό εργαλείο που αναπτύχθηκε αρχικά για την αξιολόγηση των φυκών, μπορεί να καθορίσει πως τα μικρόβια και τα κύτταρα ανταποκρίνονται σε διάφορες περιβαλλοντικές συνθήκες, όπως η ρύπανση και οι αλλαγές στη θερμοκρασία και στις διακυμάνσεις στην αλατότητα του νερού.
«Η εφεύρεση μας είναι εξαιρετικά σημαντική για την περιβαλλοντική βιολογία, δεδομένης της επίδρασης της κλιματικής αλλαγής και άλλων παραγόντων στην υγεία των μικροοργανισμών, όπως και στα φύκια που αποτελούν σημαντικό παράγοντα για τα θαλάσσια οικοσυστήματα», δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης, Mehdi Javanmard, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Rutgers University–New Brunswick.
«Ο στόχος μας ήταν να αναπτύξουμε έναν καινοτόμο τρόπο εκτίμησης της υγείας των κυττάρων που δεν βασιζόταν στη χρήση δαπανηρών και πολύπλοκων γονιδιωματικών εργαλείων”, δήλωσε ο συν-ανώτερος συγγραφέας της έρευνας, Debashish Bhattacharya, διακεκριμένος καθηγητής στο Τμήμα Βιοχημείας και Μικροβιολογίας του ίδιου πανεπιστημίου. «Η ικανότητα μας να αξιολογούμε και να κατανοούμε την κατάσταση των κυττάρων, χωρίς να χρειάζεται να στείλουμε δείγματα πίσω στο εργαστήριο, μπορεί να επιτρέψει την πανεύκολη ταυτοποίηση απειλούμενων οικοσυστημάτων, κάτι που αντικειμενικά θα βοηθήσει στο έπακρο την επιστημονική κοινότητα να λύσει διάφορα προβλήματα πάνω σε τούτο τον τομέα».
Η έρευνα επικεντρώθηκε σε ένα καλά μελετημένο πράσινο μικροφύκη, το Picochlorum. Το εργαλείο μπορεί να αποκαλύψει γρήγορα εάν ένα κύτταρο είναι προβληματικό, ανθεκτικό ή ανεπηρέαστο από περιβαλλοντικές συνθήκες. Τα μικρόβια περνούν ένα προς ένα μέσω ενός μικρο-καναλιού, λεπτότερο από τη διάμετρο μιας ανθρώπινης τρίχας. Η αντίσταση, ή το μέγεθος ενός ηλεκτρικού πεδίου στο εργαλείο, διαταράσσεται όταν ένα κύτταρο διέρχεται από το κανάλι. Η σύνθετη αντίσταση ποικίλει μεταξύ των κυττάρων ενός πληθυσμού, αντανακλώντας το μέγεθος και την φυσιολογική τους κατάσταση, και τα δύο από τα οποία παρέχουν σημαντική ανάγνωση της υγείας των οργανισμών.
Οι έρευνα έδειξε ότι οι μετρήσεις ηλεκτρικής σύνθετης αντίστασης μπορούν να εφαρμοστούν στο επίπεδο των κυττάρων. Οι επιστήμονες σκοπεύουν να χρησιμοποιήσουν το εργαλείο για να ελέγξουν την ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά σε διάφορα βακτήρια και άλγη που συμβιώνουν παράλληλα σε κοραλλιογενείς υφάλους, γεγονός που θα βοηθήσει να αποκτήσουμε μία καλύτερη εικόνα για την υγεία των κοραλλιών.
Ο κύριος συγγραφέας είναι ο Jianye Sui, ένας μηχανικός στο Rutgers. Ενώ η Fatima Foflonker, απόφοιτος της μικροβιακής βιολογίας, συνυπέγραψε τη μελέτη.
