Language
Country/Area
No result found
بقاء بكتيريا الجمرة الخبيثة: كيف تتمكن هذه البكتيريا من البقاء على قيد الحياة لعقود من الزمن في البيئات القاسية؟
البكتيريا العصوية الجمرة الخبيثة، وهي بكتيريا إيجابية الجرام، هي السبب في مرض الجمرة الخبيثة، وهو مرض قاتل يؤدي إلى موت الماشية ويصيب البشر في بعض الأحيان. وهي البكتيريا الوحيدة المسببة للأمراض بشكل مطلق من جنس العصيات، وعدواها حيوانية المنشأ، حيث تنتقل من الحيوانات إلى البشر. تم اكتشاف البكتيريا لأول مرة من قبل الطبيب الألماني روبرت كوخ في عام 1876 وأصبحت أول بكتيريا يتم التحقق منها تجريبياً على أنها مسببة للأمراض، وقد قدمت أبحاثه أدلة علمية مهمة لنظرية مسببات الأمراض.
يبلغ طول بكتيريا الجمرة الخبيثة حوالي 3 إلى 5 ميكرون وعرضها 1 إلى 1.2 ميكرون، وغالبًا ما تشكل سلاسل طويلة بعد الزراعة. على وسط الثقافة، سوف تتشكل مستعمرات بيضاء أو كريمية اللون يبلغ عرضها عدة ملليمترات. تنتج معظم سلالات الجمرة الخبيثة طبقة واقية تسمى الكبسولة والتي تعمل على تعزيز قدرتها على التهرب من الاستجابات المناعية. تتكون الكبسولة من حمض بولي-دي-جاما-غلوتاميك، الذي يسمح للبكتيريا بالاختباء من الجهاز المناعي للمضيف. تتغذى بكتيريا الجمرة الخبيثة على الهيموجلوبين في الدم وتستخدم جليكوبروتينين يفرزان، IsdX1 وIsdX2، للحصول على الحديد. لا يمكنهم فقط تجريد مصفوفة الدم من الهيموجلوبين، بل يمكنهم أيضًا إدخال الحديد إلى الخلية من خلال بروتينات سطح الخلية. بمجرد توفر البيئة المناسبة، فإن الأبواغ الداخلية لبكتيريا الجمرة الخبيثة سوف تنشط على الفور وتبدأ في النمو، مما يجعل هذه البكتيريا قادرة على الاستمرار في الطبيعة.أثبتت هذه البكتيريا قدرتها المذهلة على البقاء في البيئات القاسية، حتى أنها تمكنت من البقاء لعقود من الزمن في ظل ظروف معاكسة. ما الذي يجعلها مرنة للغاية؟
مفتاح البقاء: الأبواغ الداخلية
إن الأبواغ الداخلية لبكتيريا الجمرة الخبيثة هي المفتاح لبقائها ولها بنية خاصة، بما في ذلك جدار خلوي سميك وطبقات متعددة من الأغشية. تسمح هذه الهياكل للأبواغ الداخلية بمقاومة الحرارة والجفاف والعديد من المطهرات، وتظل قابلة للحياة حتى بعد عقود أو قرون من البيئات القاسية.
أظهرت الدراسات أن الأبواغ الداخلية لبكتيريا الجمرة الخبيثة يمكنها البقاء على قيد الحياة في درجات الحرارة القصوى والبيئات منخفضة المغذيات، مما يجعلها أسلحة بيولوجية محتملة.
بنية الجينات والقدرات المسببة للأمراض
تحتوي بكتيريا الجمرة الخبيثة على كروموسوم دائري يبلغ طوله حوالي 5,227,293 زوجًا قاعديًا وبلازميدين خارجيين مزدوجي السلسلة من الحمض النووي، pXO1 وpXO2، وهما عاملان رئيسيان في قدرتها على التسبب في الأمراض. على وجه الخصوص، يحتوي البلازميد pXO1 على جينات مرتبطة بسم الجمرة الخبيثة، ويتم تنظيم التعبير عن هذه الجينات بواسطة البروتين الناقل.
العدوى والمظاهر السريرية
غالبًا ما تكون عدوى الجمرة الخبيثة غير المعالجة قاتلة، وتختلف أعراض العدوى حسب طريق الدخول. الجمرة الخبيثة الجلدية هي الأكثر شيوعا، وتمثل حوالي 95٪ من الحالات، وفي نهاية المطاف تشكل آفات نخرية سوداء موضعية في موقع العدوى. الجمرة الخبيثة المستنشقة مميتة للغاية وغالبًا ما تسبب أعراضًا تشبه أعراض البرد تليها مشاكل تنفسية خطيرة.
على الرغم من أن لقاح الجمرة الخبيثة تم تطويره في وقت مبكر من عام 1881 من قبل الكيميائي الفرنسي لويس باستور، إلا أن هناك العديد من اللقاحات المتاحة اليوم. في علاج العدوى، يمكن للمضادات الحيوية المستخدمة عادة مثل البنسلين والفلوروكينولونات أن تظهر فعالية جيدة.
تقنيات البقاء المتطورة
من خلال تسلسل الجينوم الكامل، تم الكشف عن التاريخ التطوري لـ B. anthracis وعلاقتها مع الأنواع البكتيرية الأخرى بشكل أكثر وضوحًا. يعتبر جينوم B. anthracis متسقًا للغاية، مع عدد قليل نسبيًا من الطفرات، مما يجعله يتطور ببطء نسبيًا. وتسمح هذه الخصائص لبكتيريا الجمرة الخبيثة بتعديل استراتيجية بقائها بشكل فعال عند مواجهة التحديات البيئية.
إن التفاعلات بين خلايا بكتيريا الجمرة الخبيثة والجهاز المناعي معقدة للغاية وتظهر قدرة البكتيريا على تعديل الاستجابة المناعية للمضيف. ولا شك أن استراتيجيات البقاء هذه تمكنها من إظهار قدرة قوية على الصمود والتكيف في علم الأحياء.
مع تقدم العلم، أصبح فهمنا لبكتيريا الجمرة الخبيثة يتعمق أكثر، ولكن هذه البكتيريا لا تزال تشكل تهديدًا كبيرًا. من العصور القديمة إلى الوقت الحاضر، هل نفهم حقًا طريقة بقائه؟