Naukowcy badają najczęściej… 20 bakterii. O tysiącach drobnoustrojów nie wiemy nic
Skaningowa mikroskopia elektronowa ze wzmocnioną kolorystyką przedstawiająca bakterię Salmonella typhimurium (czerwona) atakującą hodowane komórki ludzkie. Fot. Domena publiczna, via Wikimedia Commons. Modelowe mikroorganizmy, takie jak Escherichia coli, przyciągają większość uwagi naukowców, pozostawiając przeważającą część znanych bakterii z niewielką liczbą publikacji na ich temat.
Zaskakujące odkrycie
Paul Jensen, biolog zajmujący się systemami mikrobiologicznymi na Uniwersytecie Michigan w Ann Arbor, chciał sprawdzić, czy narzędzia sztucznej inteligencji (AI), takie jak duże modele językowe, mogą przygotować syntezę z dostępnych badań nad różnymi mikroorganizmami. Odnalazł więc wszystkie istotne artykuły dotyczące gatunku bakterii, który badał w swoim laboratorium – organizmu o nazwie Streptococcus sobrinus wywołującego próchnicę zębów – ale odkrył, że przeczytał już je wszystkie, w sumie kilkadziesiąt publikacji.
Wielu mikrobiologów będzie w podobnej lub gorszej sytuacji. W badaniu opublikowanym na serwerze tzw. preprintów (gdzie publikowane są wyniki badań jeszcze przed poddaniem ich recenzji) bioRxiv1 Jensen znalazł informację, że zaledwie dziesięć gatunków bakterii stanowi temat połowy wszystkich publikacji, podczas gdy prawie trzy czwarte wszystkich nazwanych do tej pory bakterii nie ma na swój temat ani jednej pracy; natomiast większość artykułów dotyczy jedynie 20 spośród znanych ludzkości bakterii.
„Dowiedzieliśmy się wiele o niewielkiej liczbie gatunków”, mówi Jensen. Ale „w przypadku wielu bakterii nie ma niczego, co sztuczna inteligencja mogłaby przeczytać”. Naukowcy twierdzą, że szczególnie słabo zbadane są drobnoustroje ważne dla zdrowia ludzi i Ziemi.
Podobnie jak inni naukowcy zajmujący się biologią, mikrobiolodzy badają organizmy modelowe w nadziei, że spostrzeżenia zebrane z badań takich bakterii jak Escherichia coli będą miały znaczenie dla innych organizmów.
W wielu przypadkach tak jest: podstawy biologii molekularnej zbudowane są z eksperymentów na E. coli. Jednak w miarę, jak naukowcy poszerzają katalog drobnoustrojów o każdy wymaz ze skóry, próbkę odchodów lub próbkę gleby, które analizują, rośnie szansa na nowe odkrycia.
Porażające liczby
Aby określić ilościowo skłonność mikrobiologii do obserwowania jedynie niewielkiej liczby organizmów modelowych, Jensen przejrzał bazę danych zawierającą 43 409 unikalnych gatunków bakterii i policzył liczbę artykułów zindeksowanych przez PubMed – repozytorium literatury biomedycznej prowadzonej przez rząd USA – które wymienia którykolwiek gatunek w tytule lub streszczeniu.
Zgodnie z przewidywaniami na pierwszym miejscu znalazła się E. coli z ponad 312 tys. publikacji na swój temat, co stanowi 21% całości analizowanej literatury naukowej. Do pierwszej dziesiątki trafiły poza tym głównie ludzkie patogeny, takie jak Staphylococcus aureus (gronkowiec złocisty wywołujący infekcje u osób z obniżoną odpornością), Mycobacterium tuberculosis i Helicobacter pylori, drobnoustrój żołądkowy, który może powodować wrzody, a nawet raka.
Jednak 74% gatunków bakterii nie zostało wspomnianych w tytule ani streszczeniu żadnej indeksowanej pracy. Co więcej, w ciągu ostatnich 25 lat różnica między znanymi i badanymi bakteriami również się powiększyła.
Próby rozwiązania problemu
Nicola Segata, badacz mikrobiomu na Uniwersytecie w Trydencie we Włoszech, jest przerażony wnioskami z badania, ale nie zaskoczony. Z jednym lub dwoma wyjątkami drobnoustroje występujące w zdrowym mikrobiomie człowieka nie znajdują się na liście 50 najlepiej zbadanych bakterii. Wiele organizmów ważnych dla zdrowia ludzkiego, które odkrył Segata i inni, nie zostało nawet nazwanych, nie mówiąc już o zbadaniu.
Mikroby występujące w różnych ekosystemach, takich jak oceany i gleba, również są niedostatecznie zbadane, zauważa Brett Baker, ekolog drobnoustrojów z Uniwersytetu Teksasu w Austin. „Żaden z dominujących organizmów w przyrodzie nie znajduje się na tej liście”, mówi. „To jest problem”.
Skorygowanie stronniczości publikacyjnej w bakteriologii nie będzie łatwe, ale jest niezbędne do czerpania korzyści z badań mikrobiomu, twierdzą naukowcy. Jednym z wyzwań jest wyhodowanie w laboratorium niedostatecznie zbadanych drobnoustrojów: E. coli stała się popularna po części dlatego, że łatwo się namnaża. Wiele najlepiej zbadanych drobnoustrojów ma tę cechę.
Wysiłki na dużą skalę mogą również wypełnić luki. Organizacja non-profit Align to Innovate właśnie rozpoczęła warte 1 milion dolarów próby mające na celu scharakteryzowanie wzrostu 1000 drobnoustrojów w 1000 indywidualnych warunkach, przy różnym poziomie składników odżywczych i tlenu oraz temperaturze, mówi kierownik projektu Shantal Al Habib, pracująca w Toronto w Kanadzie. Dane uzyskane w ten sposób będą swobodnie dostępne dla naukowców i mogą pomóc w szkoleniu modeli sztucznej inteligencji w celu uzyskania dalszego wglądu w życie drobnoustrojów, dodaje Pete Kelly, lider programu naukowego grupy w San Francisco w Kalifornii.
Jensen, który jest również zaangażowany w projekt Align to Innovate, twierdzi, że rozwiązaniem nie jest porzucenie przez mikrobiologów organizmów modelowych, takich jak E. coli, na rzecz gatunków bardziej egzotycznych. Dodaje jednak, że „jeśli nadal będziemy zajmować się mikrobiologią w ten sam sposób, zajmie nam 10 000 lat, zanim dobrze zrozumiemy te wszystkie różne drobnoustroje”.
Źródło: nature.com; AD
Zapraszamy do naszej Księgarni Internetowej po publikacje pomagające zrozumieć współczesny świat:
Tyrania postępu
Kim będziemy za parę lat? Czy w ogóle jeszcze będziemy? Nasza rzeczywistość przypomina sytuację znaną nam z opisów i filmów o katastrofie „Titanica”. Statek zderzył się z górą lodową i zaczyna tonąć, ale pokładowa orkiestra pięknie gra i gra.
Historia cenzury. Od starożytności do XXI wieku
Polacy w ciągu minionych dwóch stuleci zmagali się z bezwzględnie egzekwowaną antynarodową, ale też antyreligijną cenzurą stosowaną wobec nas przez obcych (zaborców, komunistów). Niewiele jednak powstało na ten temat książek, a to jest pierwsze całościowe opracowanie. Czyżby sam temat cenzury był zawsze niewygodny i cenzurowany? – pyta autor niniejszej książki, Jakub Maciejewski.
Pomiędzy Wschodem a Zachodem. W kręgu myśli Feliksa Konecznego
Z wszystkich stron słyszymy o wielkim postępie; w medycynie, w technice, w badaniach kosmosu… Równocześnie z wszystkich stron atakuje nas postęp fałszywy, cofający ludzkie życie do czasów pogańskich, ignorujący Boga, unicestwiający sumienia, drwiący z zasad moralnych, zachęcający do praktykowania wynaturzeń.
Bezbożność, terror i propaganda. Fałszywe proroctwa marksizmu
Nikt nie zrozumie, co złego dzieje się we współczesnym świecie zachodnim, a więc i w Polsce, nie znając przyczyn. Tkwią one jeszcze w ideach rewolucji francuskiej, a później w coraz bardziej lewicowej filozofii, zwłaszcza Karola Marksa. Poglądy tego ostatniego miały, jak wiadomo, tyleż wielki, co tragiczny wpływ na życie wielu narodów, choć myśliciel z Trewiru (zmarły w 1883 r.) sam tego nie doczekał.
Komunizm światowy. Od teorii do zbrodni
Książka ta dowodzi, jak szybko może rozprzestrzeniać się zło, jeśli nie napotka od razu zdecydowanego sprzeciwu. Komunizm nie zaczął się od łagrów, mordów i zniewolenia narodów. Zaczął się od teorii – zupełnie utopijnej, ale pozornie niezwykle zatroskanej o dobro całej ludzkości. Wielu dało się nabrać; jak się to skończyło, to Polacy wiedzą najlepiej.
Komentarze (0)
Publikowane komentarze są prywatnymi opiniami użytkowników serwisu. Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za ich treść. Wpisy są moderowane przed dodaniem.