สำหรับแบคทีเรีย การฝึกฝนทำให้เกิดความสมบูรณ์แบบ: การปรับยาปฏิชีวนะให้สูงขึ้นเรื่อยๆ จะเตรียมพวกมันให้แปรสภาพเป็นสายพันธุ์ที่ดื้อต่อยามาก และตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ก็สามารถจับตาดูมันได้ อุปกรณ์ใหม่ — จานเพาะเชื้อขนาดใหญ่ที่เคลือบด้วยยาปฏิชีวนะที่มีความเข้มข้นต่างกัน — ทำให้กระบวนการที่ซ่อนอยู่นี้มองเห็นได้ตามปกติ Michael Baym นักจุลชีววิทยาและเพื่อนร่วมงานรายงานในScience 9 กันยายน การตั้งค่านี้ให้ภาพทีละขั้นตอนว่าจุลินทรีย์จากสวนต่างๆ กลายเป็น superbug ที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะได้อย่างไร
“ในฐานะคนที่ศึกษาชีววิทยาวิวัฒนาการมาเป็นเวลานาน ฉันคิดว่ามันมีปัจจัยที่ว้าวจริงๆ”
แซม บราวน์ นักจุลชีววิทยาจากสถาบันเทคโนโลยีจอร์เจียในแอตแลนตาซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษากล่าว แบคทีเรียกำลัง “ปีนภูเขายาปฏิชีวนะที่เป็นไปไม่ได้”
นักวิทยาศาสตร์มักจะศึกษาวิวัฒนาการของจุลินทรีย์ในขวดที่ทุกอย่างผสมเข้าด้วยกัน “ภายในขวดนั้น เพื่อที่จะให้สายพันธุ์ใหม่วิวัฒนาการ มิวแทนต์ใหม่จะต้องพอดีมากกว่าทุกสิ่งรอบตัว” Baym จาก Harvard Medical School กล่าว “แต่โดยธรรมชาติแล้ว เราเห็นพลวัตที่สอง: คุณไม่จำเป็นต้องมีความพอดีมากกว่าทุกสิ่งรอบตัวคุณ คุณเพียงแค่ต้องทำให้มันกลายเป็นสภาพแวดล้อมใหม่”
Baym และเพื่อนร่วมงานจำลองพลวัตเชิงพื้นที่เหล่านั้นโดยใช้จานขนาดยักษ์ที่มีความยาวมากกว่าหนึ่งเมตร แทนที่จะเป็นจานเพาะเชื้อขนาดเท่าฝ่ามือมาตรฐาน นั่นทำให้แบคทีเรียมีพื้นที่มากขึ้นในการกระจายตัวและยังช่วยให้นักวิจัยสร้างการไล่ระดับยาปฏิชีวนะบนจาน
ความเข้มข้นต่ำของยาปฏิชีวนะ trimethoprim หรือ ciprofloxacin ที่ขอบเพิ่มขึ้นถึงระดับที่สูงกว่ามากในตอนกลาง
จากนั้น ทีมงานได้ใส่แบคทีเรีย Escherichia coliที่ปลายแต่ละด้านของจาน และดูจุลินทรีย์เหล่านี้เพิ่มจำนวนขึ้นในสัปดาห์หน้าครึ่ง
โดยทั่วไป เมื่อE. coliกลายพันธุ์ในลักษณะที่สามารถจัดการกับยาปฏิชีวนะในระดับที่สูงขึ้นและสูงขึ้น ลูกหลานของพวกมันสามารถกดเข้าไปในอาณาเขตใหม่บนจานได้ แบคทีเรียที่ทำให้อยู่ตรงกลางสามารถทนต่อปริมาณยาปฏิชีวนะที่สูงกว่าที่จำเป็นในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียเดิมพันเท่า
แต่การดื้อยาปฏิชีวนะไม่ได้ทำให้แบคทีเรียสามารถแข่งขันกับอาณานิคมได้เสมอไป แบคทีเรียที่ดื้อยาสูงบางครั้งแพร่กระจายช้ากว่า ลูกหลานของพวกพลัดหลงติดอยู่ในด้านหลังโดยแบคทีเรียที่เคลื่อนไหวเร็วกว่าในระดับแนวหน้า ลูกหลานของพวกพลัดหลงกลายเป็นกระเป๋าที่มีความต้านทานสูงที่ความเข้มข้นของยาปฏิชีวนะที่ต่ำกว่า
Baym และเพื่อนร่วมงานคิดว่าการตั้งค่าการทดลองนี้สามารถใช้เพื่อศึกษาวิวัฒนาการของจุลินทรีย์ภายใต้ข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อมและเชิงพื้นที่อื่นๆ เช่น ความพร้อมของสารอาหารบางชนิด
จุลินทรีย์ในการเดินขบวน E. coliพัฒนาความต้านทานต่อยาปฏิชีวนะในขณะที่พวกมันเติบโตบนจานเพาะเชื้อขนาดยักษ์ที่เคลือบด้วยความเข้มข้นของยาที่เพิ่มขึ้น ในตอนท้ายของการทดลอง แบคทีเรียที่อยู่ใกล้ศูนย์กลางของจานสามารถทนต่อยาปฏิชีวนะที่สูงกว่า 1,000 เท่าของแบคทีเรียเริ่มต้น
credit : goodnewsbaptisttexas.com goodrates4u.com goodtimesbicycles.com gradegoodies.com greencanaryblog.com greenremixconsulting.com greentreerepair.com gundam25th.com gunsun8575.com gwgoodolddays.com
