التقنيات الحديثة في تحليل التنوع البكتيري: نظرة متعمقة على تقنية MATQ-seq

في ظل التطورات المتسارعة في مجال التكنولوجيا البيولوجية، تأتي تقنية تحليل البكتيريا على مستوى الخلية الواحدة لتفتح آفاقًا جديدة في دراسة التنوع البكتيري. تُعتبر تقنية MATQ-seq أحد أبرز الابتكارات في هذا المجال، حيث تقدم دقة عالية في تحليل الأنشطة الجينية للبكتيريا الفردية. في هذا المقال، نستعرض بالتفصيل هذه التقنية المتطورة وكيفية استخدامها في الأبحاث الحديثة.

التطورات في تحليل البكتيريا على مستوى الخلية الواحدة

تعتبر تقنية التحليل الجيني للبكتيريا على مستوى الخلية الواحدة من التحولات العلمية المهمة التي تساعد الباحثين على فهم كيفية تفاعل الخلايا البكتيرية مع البيئة المحيطة بها. تعتمد هذه التقنية على جزيئات المرسال الصغيرة (mRNA) لتحديد الجينات النشطة في الخلايا البكتيرية الفردية في لحظة زمنية معينة. من خلال تحليل mRNA، يمكن للعلماء تتبع كيفية استجابة الخلايا البكتيرية للمضادات الحيوية أو التغيرات البيئية الأخرى.

في عام 2020، قام باحثون من جامعة يوليوس ماكسيميليان في فورتسبورغ ومعهد هيلمهولتز لأبحاث العدوى القائمة على RNA بتطوير نسخة مبتكرة من تقنية تحليل البكتيريا على مستوى الخلية الواحدة تُعرف باسم MATQ-seq. هذه التقنية تقدم العديد من المزايا مقارنة بالأساليب الأخرى المتاحة.

مزايا تقنية MATQ-seq

تتميز تقنية MATQ-seq بقدرتها الفائقة على الاحتفاظ بالخلايا البكتيرية بنسبة تصل إلى 95%، وهي نسبة تفوق بكثير البروتوكولات الأخرى التي قد تفقد حتى 70% من الخلايا. هذا يعني أن مكتبات الجينات الفردية تُنشأ من 95% من الخلايا المستخدمة في البداية، مما يعزز من دقة النتائج.

بالإضافة إلى ذلك، تستطيع تقنية MATQ-seq تحليل نشاط ما بين 300 إلى 600 جين في كل خلية بكتيرية، وهو إنجاز كبير مقارنة بالطرق الأخرى التي قد لا تتجاوز اكتشاف 100 جين لكل خلية. هذه القدرة على تحليل عدد كبير من الجينات تتيح فهماً أعمق لما تفعله البكتيريا أو كيف تتكيف مع الظروف البيئية المحيطة.

تطبيقات التقنية وآفاقها المستقبلية

تُستخدم تقنية MATQ-seq بفعالية في عينات صغيرة تتكون من مئات الخلايا، حيث توفر دقة عالية في التحليل. ومع ذلك، في حالة التعامل مع عينات ضخمة تحتوي على مئات الآلاف إلى ملايين الخلايا، فإن بروتوكولات أخرى قد تكون أكثر ملاءمة، على الرغم من أنها تأتي بخسائر كبيرة في الخلايا ورصد أقل من 100 جين لكل خلية.

من خلال هذه التقنية، تسعى جامعة فورتسبورغ إلى إنشاء مركز عالمي فريد لتحليل RNA للخلية الواحدة للبكتيريا، يُعرف بمركز Microbial Single-Cell RNA-seq (MICROSEQ). هذا المركز يهدف إلى توحيد البروتوكولات والخبرات، مما يجعل التقنية متاحة للباحثين والمختبرات الأخرى على مستوى العالم.

الخاتمة

تقنية MATQ-seq تمثل خطوة كبيرة نحو فهم أفضل للتنوع البكتيري وكيفية تفاعل خلايا البكتيريا الفردية مع محيطها. بفضل هذه التقنية، يمكن للباحثين تحليل الجينات النشطة في البكتيريا بدقة عالية، مما يفتح أبواباً جديدة في مجال الأبحاث البيولوجية والطب. من خلال مركز MICROSEQ، سيتمكن الباحثون من مختلف أنحاء العالم من الاستفادة من هذه التكنولوجيا المتقدمة، مما يعزز التعاون الدولي في هذا المجال الحيوي.