รู้จักกับ "โคนัน เดอะ แบคทีเรีย" ที่นักวิทย์ยกให้เป็นเชื้อแข็งแกร่งที่สุดในปฐพี
เว็บไซต์ CNN นำเสนอเรื่องราวที่นักวิทยาศาสตร์ไขปริศนาความสามารถในการทนต่อรังสีของ "โคนัน เดอะ แบคทีเรีย (Conan the Bacterium)" ซึ่งเป็นเชื้อแบคทีเรียที่ได้ชื่อว่าแข็งแกร่งที่สุดเท่าที่เคยค้นพบมา
แบคทีเรียชนิดหนึ่งที่เรียกว่า Deinococcus radiodurans หรือที่เรียกกันว่า "โคนัน เดอะ แบคทีเรีย" เนื่องจากความสามารถในการอยู่รอดภายใต้สภาวะสุดขั้วที่รุนแรงที่สุด สามารถทนต่อปริมาณรังสีที่มากกว่ารังสีที่สามารถฆ่ามนุษย์ได้ถึง 28,000 เท่า และเป็นความลับสู่ความสำเร็จมีรากฐานมาจาก "สารต้านอนุมูลอิสระ"
ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวิธีการทำงานของสารต้านอนุมูลอิสระ ซึ่งเผยให้เห็นความเป็นไปได้ที่สารต้านอนุมูลอิสระสามารถนำมาใช้เพื่อปกป้องสุขภาพของมนุษย์ทั้งบนโลกและผู้ที่สำรวจนอกเหนือจากนั้นในอนาคต
สารต้านอนุมูลอิสระเกิดขึ้นจากกลุ่มโมเลกุลเล็กๆ ที่เรียกว่าสารเมตาโบไลต์ ซึ่งรวมถึง แมงกานีส, ฟอสเฟต และเปปไทด์ขนาดเล็ก หรือโมเลกุลของกรดอะมิโน
ผลการศึกษาใหม่ที่เผยแพร่เมื่อวันจันทร์ที่ 9 ธันวาคมที่ผ่านมา ในรายงานการประชุมของ National Academy of Sciences เมื่อรวมกันแล้ว ไตรภาคอันทรงพลังนี้มีประสิทธิภาพในการป้องกันรังสีมากกว่าแมงกานีสรวมกับองค์ประกอบอื่นๆ เพียงอย่างใดอย่างหนึ่ง
ผู้เขียนรายงานการศึกษาระบุว่าการค้นพบนี้สามารถนำไปใช้เพื่อปกป้องนักบินอวกาศจากรังสีคอสมิกปริมาณสูงในภารกิจห้วงอวกาศทั่วระบบสุริยะของเราในอนาคต
"เรารู้มานานแล้วว่าไอออนของแมงกานีสและฟอสเฟตร่วมกันสร้างสารต้านอนุมูลอิสระที่แข็งแกร่ง แต่การค้นพบและทำความเข้าใจถึงศักยภาพของ -เวทย์มนตร์- ที่ได้จากการเติมส่วนประกอบที่สาม ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งใหม่ การศึกษาครั้งนี้เป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจว่าเหตุใดการรวมกันนี้จึงเป็นสารป้องกันรังสีที่ทรงพลังและมีแนวโน้มมาก" ไบรอัน ฮอฟฟ์มันน์ ศาสตราจารย์ด้านเคมีและชีววิทยาศาสตร์ระดับโมเลกุลที่วิทยาลัยศิลปะและวิทยาศาสตร์เวนเบิร์ก มหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์น หนึ่งในทีมวิจัย กล่าว
การวิจัยก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่า Deinococcus หรือที่รู้จักกันในชื่อสิ่งมีชีวิตที่ต้านทานการแผ่รังสีได้มากที่สุด ซึ่งใน Guinness World Records บันทึกว่าสามารถอยู่รอดได้นอกสถานีอวกาศนานาชาติเป็นเวลา 3 ปี แบคทีเรียที่แข็งแกร่งยังสามารถทนต่อกรด ความหนาวเย็น และการขาดน้ำได้
ฮอฟฟ์มันน์ และ มิชาเอลี ดาลี ศาสตราจารย์ด้านพยาธิวิทยาของ Universityed Services University of Health Sciences ยังได้แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการอยู่รอดของแบคทีเรียได้อย่างเหลือเชื่อ รายงานเมื่อเดือนตุลาคม 2022 ทั้งคู่ร่วมเขียนร่วมกับทีมนักวิจัย แสดงให้เห็นว่าหาก Deinococcus เคยมีอยู่บนดาวอังคาร จุลินทรีย์ที่ถูกแช่แข็งอาจมีชีวิตรอดได้นาน "หลายล้านปี"
สำหรับการศึกษาก่อนหน้านี้ ทีมงานได้วัดปริมาณสารต้านอนุมูลอิสระแมงกานีสในเซลล์ของแบคทีเรีย นักวิจัยพบว่าปริมาณรังสีที่จุลินทรีย์สามารถดำรงอยู่ได้นั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับปริมาณสารต้านอนุมูลอิสระของแมงกานีส ดังนั้น ยิ่งมีสารต้านอนุมูลอิสระแมงกานีสมากเท่าใด ความต้านทานต่อรังสีก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
เมื่อแบคทีเรียโคนันถูกทำให้แห้งและแช่แข็งไว้ จะสามารถอยู่รอดได้ 140,000 เกรย์ (หน่วยของรังสีเอกซ์และแกมมา) ซึ่งมากกว่าปริมาณรังสีที่สามารถฆ่าคนได้ถึง 28,000 เท่า
สำหรับการวิจัยล่าสุด ฮอฟฟ์มันน์, ดาลี และทีมวิจัย ใช้ MDP หรือสารป้องกันที่ได้จากเมลาโทนิน ซึ่งเป็นสารต้านอนุมูลอิสระสังเคราะห์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจาก Deinococcus radiodurans ที่ ดาลี ออกแบบ สารต้านอนุมูลอิสระนี้ถูกนำมาใช้ในวัคซีนโพลีวาเลนต์ที่ยับยั้งการแผ่รังสี ซึ่งอาศัยรังสีในการยับยั้งเชื้อโรค เช่น หนองในเทียม ดาลี ซึ่งศึกษา Deinococcus radiodurans มาหลายปีก็อยู่ในคณะกรรมการการคุ้มครองดาวเคราะห์แห่งชาติของ Academies เช่นกัน
ทีมศึกษาวิเคราะห์ว่าส่วนประกอบออกฤทธิ์ของ MDP รวมถึงแมงกานีส, ฟอสเฟต และเปปไทด์ที่เรียกว่า DP1 ปกป้องเซลล์และโปรตีนจากการสัมผัสกับรังสีได้อย่างไร เมื่อเปปไทด์และฟอสเฟตจับกับแมงกานีส พวกมันจะสร้างสารเชิงซ้อนแบบไตรนารีหรือสามเท่าซึ่งมีประสิทธิภาพสูงในการป้องกันรังสี เมื่อรวมกัน สารเมตาบอไลต์ใน MDP จะสร้าง "สูตรลับ" ขึ้นมา
ด้าน ดร.เท็ตยานา มิโลเยวิช ประธานภาควิชาชีววิทยาวิทยาที่มหาวิทยาลัย Orléans ในประเทศฝรั่งเศส เผยว่า การศึกษานี้ให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เกี่ยวกับวิธีการสร้างเกราะป้องกันรังสีโดยใช้สารเมตาโบไลต์ และอาจได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นในอนาคต
"ความเข้าใจใหม่เกี่ยวกับ MDP นี้อาจนำไปสู่การพัฒนาสารต้านอนุมูลอิสระที่มีแมงกานีสที่มีศักยภาพมากยิ่งขึ้นสำหรับการใช้งานในการดูแลสุขภาพ, อุตสาหกรรม, การป้องกัน และการสำรวจอวกาศ" ดาลี กล่าว
ดาลี ตั้งข้อสังเกตว่านักบินอวกาศในภารกิจห้วงอวกาศจะต้องสัมผัสกับรังสีในระดับสูง โดยส่วนใหญ่มาจากอนุภาคพลังที่เดินทางผ่านจักรวาลที่เรียกว่ารังสีคอสมิก
"MDP ซึ่งเป็นเครื่องป้องกันรังสีที่ใช้งานง่าย คุ้มค่า ปลอดสารพิษ และมีประสิทธิภาพสูง สามารถรับประทานได้เพื่อลดความเสี่ยงจากรังสีในอวกาศ" เขากล่าว
ส่วนในภาคพื้นโลก สารต้านอนุมูลอิสระสามารถนำมาใช้เพื่อป้องกันอุบัติเหตุที่ปล่อยรังสีออกมาได้ ตอนนี้ ทีมวิจัยต้องการรู้ว่าสารเชิงซ้อนทั้งสามที่อยู่เบื้องหลังสารต้านอนุมูลอิสระของ Deinococcus มีอยู่ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ หรือไม่ และหากเป็นเช่นนั้น พวกมันสามารถรับผิดชอบต่อการต้านทานรังสีในพวกมันได้หรือไม่