ما می توانیم از باکتری برای تشخیص سرطان (و شاید درمان آن) استفاده کنیم

شاید این را متوجه نشوید، اما در بدن شما باکتری بیشترینسبت به تمامی ستارگان در کهکشان ما هست. این دنیای شگفت انگیز باکتری‌ها در بدن، بخش جدا ناشدنی از سلامت ما هستند، و تکنولوژی با چنان سرعتی در حال تکامل هست که باعث شد که باکتری‌ها را مانند کامپیوتر ها برنامه ریزی کنیم.
نموداری که در اینجا می بینید، چیزی شبیه نوعی بازی ورزشی می‌ماند، اما در واقع این نقشه ابتدایی اولین برنامه باکتری هست که من آن را نوشته ام. مانند نوشتن نرم‌افزار،ما می‌توانیم دی ان ای را در الگوریتم هاو برنامه های مختلف درون باکتری بنویسیم و چاپ کنیم. کاری که این برنامه می کند تولید پروتئین های فلورسنت بصورت روش ریتمیک است و مولکولی کوچک را تولید می کند که به باکتری اجازه می دهد ارتباط برقرار کرده و همگام‌سازی کنند، همانطور که در این فیلم می بینید. رشد یک مجموعه بزرگ از باکتریکه در اینجا می بینید حدود ضخامت یک تار موی انسان را دارد. چیزی که نمی‌توانید ببینید، برنامه ژنتیکی ماست که به باکتری‌ها دستورالعمل تولید مولکولی کوچک را می‌دهد، و این مولکول‌ها بین هزاران باکتری حرکت می‌کنند و به آنها می‌گویند خاموش و روشن شوند. و باکتری‌ها خیلی خوب همگام می‌شوند، دلیل اینکه این مولکولها با هم همگام می شوند،می‌توانند خیلی سریع حرکت کنند. در مجموعه بزرگتری از این باکتری‌ها،این نتیجه بصورت موجی بین باکتری‌هایی که از همدیگر دور هستند حرکت می‌کند، و شما می توانید این موج ها را که از سمت راست به چپ می روند بر روی صفحه ببنید.
برنامه ژنیتکی ما متکی به پدیده‌های طبیعی به نام سنجش حد نصاب هست، که چرخش هماهنگ و گاهی که در تراکم بحرانی هستند رفتاری بدخیم با هم دارند. شما می توانید سنجش حد نصاب را در این ویديو ببینید، که یکی از مجموعه باکتری‌های در حال رشد شروع به در خشیدن کرده در هنگامی که به تراکم بحرانی یا حداکثر برسد. برنامه ژنیتکی ما تولید این الگوی ریتمیک از پروتين فلورسنت را تا زمانی که کلونی رشد کند تا نمایان شود، ادامه می دهد. این ویدیو خاص و ازمایش آن را ما ابر اختر Supernova می گویم، زیرا شبیه انفجار ستاره هاست.
جدای از برنامه‌ریزی این الگوهای زیبا، نمی‌دانم که چه کار دیگری را می‌توان بر روی این باکتری‌ها انجام داد؟ من تصمیم گرفتم کشف کنم که چگونه می توانیم این باکتری‌ها را برنامه ریزی کنیم تا بتوانند دربدن ما بیماری‌هایی مانند سرطان را تشخیص داده و درمان کنند. یکی از تعجب‌اورترین موارد در مورد باکتری‌ها این است که آنها بطور طبیعی می‌توانند در داخل تومورها رشد کنند. و به این دلیل این اتفاق می افتد که معمولا سیستم ایمنی بدن به داخل تومورها دسترسی ندارد، و زمانی که باکتری‌ها این تومورها را پیدا می کنند از آنها به عنوان پناهگاه امنی برایرشد‌ و زندگی استفاده می‌کنند. ما شروع به استفاده از باکتری های پروبیوتیک کردیم که باکتری‌های بی ضرری هستند و در سلامت ما موثرند، و فهمیدم هنگامی که بصورت خورکی به موش داده می شود، این پروبیوتیک‌ها بصورت انتخابی داخل تومور کبد می روند و رشد می کنند. متوجه شدیم که راحت‌ترین راه برای برجسته کردن حضور پروبیوتیک‌ها، و تومورها، این بود که این باکتری‌ها را انتخاب کنیم تا سیگنال‌هایی تولید کنند که در ادرار قابل تشخیص باشد، و بدین ترتیب بطور خاص این باکتریها را برنامه ریزی کردیم تا مولکول‌هایی را تولید کنند که رنگ ادرار را تغییر می دهند تا به این طریق طریق وجود سرطان را تشخیص دهیم. برای نشان دادن این تکنولوژی که می تواند بطور اخصسرطان کبد را تشخیص دهد جلو رفتیم چون تشخیص بیماری با روشهای دیگر مشکل هست.
به دلیل اینکه این باکتر‌ی‌ها در تومورها قرار می‌گیرند، آنها را برنامه ریزی کردیمتا فقط سرطان را تشخیص دهند، علاوه بر آن سرطان را یا تولید مولکول ها درمانی که در محیط تومور هستند، درمان کرده و تومور موجود را کوچک می‌کنند، ما از برنامه‌های سنجش حد نصاب شبیه آنچه که در فیلم قبلی دید برای اینکار استفاده کرده‌ایم.
تصور کنید که در آینده از برنامه ریزی باکتر‌ها برای تشخیص و درمان سرطان، یا حتی سایر بیماری‌ها استفاده کنیم. توانایی ما برای برنامه ریزی باکتری‌ها و برنامه ریزی زندگی افق های جدیدی را برای تحقیقات بر روی سرطان باز می کند، و برای به اشتراک گداشتن این دیدگاه ها، من با هنرمند ویکی مونیز برای خلق نمادهایی از جهان کار کردم، که کاملا بدون باکتری و سلول های سرطانی بود. در نهایت، امید من این است که زیبایی و هدفاین جهان میکروسکوپی بتواند الهام بخش و خالق دستاورهای جدیدی برایآینده تحقیقات بر روی سزطان باشد.
سپاسگزارم.
( تشویق تماشاگران)