นักวิทยาศาสตร์รู้มากเกี่ยวกับจุลินทรีย์ชนิดใดที่อาศัยอยู่ในลำไส้ของมนุษย์ แต่ไม่ใช่สิ่งที่พวกมันทำ
นักเคมี Emily Balskus จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด เว็บสล็อต ออกมาเปิดเผยอาชญากรรมและความผิดทางอาญาของจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในลำไส้ของมนุษย์ ตัวอย่างเช่น เธอแสดงให้เห็นแล้วว่าแบคทีเรียในลำไส้ทั่วไปขัดขวางการรักษาภาวะหัวใจล้มเหลวอย่างไร: จุลินทรีย์สลายตัวยาก่อนที่ยาจะสามารถทำงานได้
Balskus วัย 38 ปี จินตนาการถึงอาชีพการสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนในห้องทดลอง นักเคมีสังเคราะห์ Eric Jacobsen, Ph.D. ของเธอกล่าวว่า “เธอสามารถทำเคมีได้แบบที่น้อยคนในโลกจะทำได้ ที่ปรึกษาที่ฮาร์วาร์ด
แต่เธอรู้สึกทึ่งกับการที่จุลินทรีย์สร้างโมเลกุลได้อย่างง่ายดาย เมื่อการสังเคราะห์โมเลกุลเหล่านั้นอาจเป็นเรื่องที่ท้าทายมาก ในฐานะเพื่อนดุษฎีบัณฑิตที่ Harvard Medical School Balskus ได้เข้าร่วมการสัมมนาเกี่ยวกับ microbiome ของมนุษย์ ซึ่งเป็นคำศัพท์สำหรับสิ่งมีชีวิตที่มองไม่เห็นหลายล้านล้านตัวที่อาศัยอยู่ในและบนตัวเรา เธอติดยาเสพติด
“ฉันแค่คิดว่ามันน่าทึ่งมาก” เธอกล่าว “เรามีจุลินทรีย์ทั้งหมดเหล่านี้อาศัยอยู่ในตัวเราตั้งแต่แรกเกิด พวกมันเป็นส่วนที่ซับซ้อนในร่างกายของเรา พวกเขากำลังโต้ตอบกับเรา แต่เรารู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับพวกเขา”
หลักฐานที่เพิ่มขึ้นเชื่อมโยงความเจ็บป่วยหลายอย่างกับการเปลี่ยนแปลงในชุมชนจุลินทรีย์ในร่างกาย ในขณะที่นักวิจัยหลายคนกำลังออกรายการว่าจุลินทรีย์เหล่านี้คืออะไร Balskus กำลังใช้แนวทางที่แตกต่างออกไป แทนที่จะเน้นไปที่การสอบสวน เธอสนใจในฮาวดูนิต
“เราไม่เข้าใจจริงๆ … ว่าพวกเขาใช้อิทธิพลอย่างไร” Balskus กล่าวถึงจุลินทรีย์ในร่างกาย “มันเป็นอุปสรรคสำคัญ และนี่คือสิ่งที่ทำให้งานนี้น่าตื่นเต้น”
ความสนใจใน “วิธีการ” เกิดขึ้นตั้งแต่เนิ่นๆ สำหรับ Balskus: ระหว่างโรงเรียนประถมในซินซินนาติ เธอและเพื่อนร่วมชั้นออกแบบการทดลองเพื่อพิสูจน์ว่าสีผสมอาหารสีเขียวที่เจือจางในน้ำยังคงอยู่แม้ว่าจะมองไม่เห็นแล้วก็ตาม “ฉันคิดขึ้นมาได้ว่าเราสามารถต้มน้ำให้หมดและนำสีผสมอาหารกลับมาได้” เธอเล่า มันได้ผล
กรอไปข้างหน้าในปี 2011 เมื่อ Balskus ใช้ทักษะเคมีขั้นสูงเพื่อไขปริศนาอายุนับศตวรรษ
เธอได้อ่านรายงานที่เชื่อมโยงระดับเลือดสูงของสารประกอบที่เรียกว่า TMAO กับโรคหัวใจ ตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1900 นักวิทยาศาสตร์ได้ทราบว่าจุลินทรีย์ในลำไส้เปลี่ยนโคลีนสารอาหารที่จำเป็นให้เป็นก๊าซ TMA ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของ TMAO แต่การกลับใจใหม่เกิดขึ้นได้อย่างไรไม่ทราบ
“นี่เป็นครั้งแรกที่ฉันชอบ ‘นี่คือสิ่งที่ฉันทำได้ ฉันสามารถคิดออกว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร’” บัลสคัสกล่าว
นักวิจัยรู้อยู่แล้วว่าจุลินทรีย์ที่ย่อยโคลีนเริ่มต้นกระบวนการโดยการตัดพันธะคาร์บอน – ไนโตรเจน ปฏิกิริยานั้นดูคุ้นเคยกับ Balskus แบคทีเรียบางชนิดใช้เอ็นไซม์เฉพาะเพื่อแยกพันธะนั้นออกในปฏิกิริยาที่ไม่เกี่ยวข้องกัน และมีการระบุยีนที่อยู่เบื้องหลังเอนไซม์ตัดพันธะนั้น ดังนั้น Balskus จึงรวบรวมแคตตาล็อก DNA ของแบคทีเรียเพื่อค้นหายีนที่คล้ายกันซึ่งไม่ทราบหน้าที่
วิธีการทำงาน Balskus พบกลุ่มของยีนที่ดูเหมือนจะรับผิดชอบต่อเอนไซม์ที่สับโคลีน เธอและนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของเธอ Smaranda Craciun ได้แสดงในปี 2012 ในProceedings of the National Academy of Sciencesว่าจุลินทรีย์จำนวนมากรวมถึงจุลินทรีย์ในลำไส้ยังมียีนสำหรับเอนไซม์เผาผลาญโคลีนที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้
“เธอเป็นเหมือนนักสืบที่มองหาเบาะแสต่างๆ ผสมกัน” Peter Turnbaugh นักพันธุศาสตร์ระดับโมเลกุลและผู้ร่วมงานจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานฟรานซิสโกกล่าว “เธอมีตรรกะทางเคมีที่บอกได้จริงๆ ว่าต้องทำอย่างไร”
แม้ว่างานส่วนใหญ่ของเธอในปัจจุบันจะเผยให้เห็นจุลชีพประพฤติตัวไม่ดี แต่ Balskus หวังว่าบางคนจะพิสูจน์ได้ว่าเป็นพลังที่ดี ในคำอธิบายของACS Infectious Diseases ในปี 2018 Balskus และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Abraham Waldman ได้ให้รายละเอียดว่าเคมีของจุลินทรีย์ที่อธิบายอย่างชัดเจนสามารถเปลี่ยนยา เปลี่ยนยาปฏิชีวนะ เช่น เป็นเครื่องมือที่มีความแม่นยำสูงในการต่อสู้กับ โรคภัยไข้เจ็บ แทนที่จะเป็นเครื่องมือทื่อๆ ในทุกวันนี้ โมเลกุลขนาดเล็กอื่น ๆ ที่สร้างโดยจุลินทรีย์หรือส่งไปรบกวนพวกเขา อาจเป็นส่วนหนึ่งของแนวการแทรกแซงของจุลินทรีย์ในอนาคตที่สามารถทำงานกับการติดเชื้อเช่นเอชไอวี วัณโรค และมาลาเรีย Balskus กล่าว
งานของเธอได้เปิดเผยความลึกลับใหม่ที่ต้องแก้ รายงานปี 2017 ในCell Host & Microbeโดย Balskus และคนอื่น ๆ ชี้ให้เห็นว่ากิจกรรมของจุลินทรีย์ที่ตัดโคลีนอาจมีบทบาทในโรคอ้วนและอาจลดความพร้อมของสารอาหารสำหรับแม่และทารกในครรภ์ในระหว่างตั้งครรภ์ วิธีการที่กิจกรรมนี้มีปฏิสัมพันธ์กับอาหารและพันธุกรรมในบุคคลใดบุคคลหนึ่งยังไม่ชัดเจน เมื่อเวลาผ่านไป บางทีเคมีอาจบอกได้ เว็บสล็อต
