باستخدام القلح السني (عبارة عن لوحة سنية متكلسة ، تتكون أساسًا من أملاح فوسفات الكالسيوم المعدنية المترسبة بين وداخل بقايا الكائنات الحية الدقيقة القابلة للحياة سابقًا) للأسنان من إنسان نياندرتال والعصر الحجري القديم ، أعاد الباحثون بناء الجينات الميكروبية القديمة وهندسة البكتيريا الحديثة لإنتاج مستقلباتها غير المعروفة سابقًا. سيسمح هذا النهج للباحثين عن المنتجات الطبيعية "بإضافة بُعد جديد والعودة بالزمن إلى الوراء" وفقًا للكيميائي العضوي الحيوي بيير ستالفورث من معهد هانز كنول في جينا بألمانيا ، والذي قاد المشروع .
تلعب المستقلبات الميكروبية أدوارًا بيولوجية أساسية ، لكن انهيارها الكيميائي بمرور الوقت يجعل من الصعب دراستها من المصادر القديمة. الآن ، استخدم فريق ستالفورث تقنيات الجينوم القديم لإعادة بناء الجينوم الميكروبي القديم وإحياء مسارات التخليق الحيوي الخاصة بهم . باستخدام هذا النهج ، يمكن للباحثين الوصول إلى التنوع الهيكلي والوظيفي المخفي سابقًا والتعرف على البيئات التي تسكنها الميكروبات .
مكّن الحمض النووي الميكروبي الذي تم جمعه من لويحات الأسنان من العصر الحجري القديم الباحثين من إعادة بناء مركبات المنتجات الطبيعية القديمة
استعاد الفريق الحمض النووي من عينات قديمة من البكتيريا التي عاشت داخل أفواه إنسان نياندرتال والبشر القدامى . باستخدام أجزاء الحمض النووي هذه ، يمكن للباحثين إعادة بناء ما يعرف ب- metagenomes (Metagenomics هي دراسة المواد الجينية المسترجعة مباشرة من العينات البيئية أو السريرية بطريقة تسمى التسلسل.) للبكتيريا القديمة. يشبّه ستالفورث العملية بتجميع كتاب من قطع ممزقة من كل صفحة.
تضمنت البكتيريا العديد من أنواع الكلوروبيوم التي تشترك في مجموعة جينية واحدة خاصة بالتخليق الحيوي كانت مسؤولة عن إنتاج فئة غير معروفة من قبل من المستقلبات. ثم صمم الفريق البكتيريا الحديثة لإعادة إنتاج المنتجات الكيميائية للكلوروبيوم ، والتي أطلقوا عليها اسم paleofurans. يقول ستالفورث إن هذا العمل "يُظهر أنه من الممكن أخذ مادة وراثية قديمة والحصول على معلومات وظيفية منها تسمح لك بإنتاج مركب".
"يوضح العملُ طريقةً جديدة تمامًا لكيفية التفكير في التنوع البيولوجي أو التنوع الوظيفي - ليس فقط من منظور ما هو اليوم ... ولكن من منظور ما كان في الماضي ،" تعليقات كاترينا جوشانسكي ، باحثة في علم الجينوم من جامعة إدنبرة بالمملكة المتحدة ، لم تشارك في المشروع . "كما هو الحال مع كل ابتكار تقني ، فإنه سيغير المشهد إلى حد كبير لما يمكنك القيام به ."
يمكن أن يساعد الوصول إلى التنوع الكيميائي في الماضي في اكتشاف جزيئات وظيفية جديدة. على سبيل المثال ، تقترح جوشانسكي أن هذا النهج يمكن أن يساعد في الكشف عن مضادات حيوية جديدة قد تساعد في مكافحة مقاومة مضادات الميكروبات .
يلاحظ ستالفورث أن المشروع يثير أيضًا أسئلة أخلاقية فيما يتعلق بالحمض النووي القديم ، مضيفًا أنه يأمل أن يحفز العمل المناقشات حول "ما هو النهج الجيد للتعامل مع الملكية الفكرية التي تنبع من البشر القدامى أو البشر البدائيين".
المصدر