(© Aaron J. Hill - stock.adobe.com)
芝加哥 —大多數中學生外出旅行時,可能會帶回照片或紀念品。但在芝加哥的加菲貓公園潟湖,一名學生帶回了一些更重要的東西:來自鵝糞便的細菌,這將使科學家發現一種潛在的新型抗癌化合物。
這項發現是透過一項名為“芝加哥抗生素發現實驗室,來自服務匱乏社區的學生與大學科學家一起探索他們的社區,尋找有益細菌。這個為期 14 週的計畫由伊利諾大學芝加哥分校的布萊恩墨菲 (Brian Murphy) 領導,與芝加哥男孩女孩俱樂部合作,旨在解決科學教育方面的巨大差異,同時進行有意義的研究。
這些年輕的參與者在進入之前就成為了真正的生物醫學科學家。他們不是旁觀,而是積極參與複雜的實驗室工作。學生們學習編程和操作一個專門的機器人,機器人從生長板中舀出細菌菌落並測試它們的抗生素活性。這種實踐方法將學生轉變為科學研究者,為他們提供現實世界的經驗,同時為潛在的醫學突破做出貢獻。
從學生收集的 14 個鵝糞樣本中,11 歲的卡馬裡亞威廉斯 (Camarria Williams) 在 2022 年收集的一個特定樣本產生了令人興奮的結果。這在樣本中發現的,稱為愛達荷假單胞菌,產生一種以前未知的天然化合物,名為奧法醯胺N。威廉斯解釋了最初的生物測定數據,確定該細菌顯示出有希望的抗生素活性。
「是卡馬裡亞的智力投入選擇了鵝糞,」墨菲告訴《科學》雜誌。芝加哥論壇報。 “我們誰也不會想到這麼做,但她做到了。”

有趣的是,我們發現奧法酰胺 N 並不是首次觀察到的抗生素作用的原因。令人難以置信的是,隨後的實驗室測試表明它具有不同且同樣有價值(且令人興奮)的特性。
當測試該化合物的效果時,研究人員發現相對少量的奧法酰胺 N 可以減緩兩者的生長和。具體來說,他們測量了需要多少化合物才能將癌細胞的生長減少一半。結果表明,orfamide N 的濃度與他們用於比較的另一種類似化合物相當。
這種意想不到的轉變證明了科學研究中的一個常見現象:有時你在尋找完全不同的東西時卻發現了一些有價值的東西。
對威廉斯來說,這項發現意味著她被列為記錄這項發現的論文的合著者,該論文於去年十月發表在同行評審期刊上ACS歐米茄。
雖然奧法酰胺 N 的長期影響還有待觀察,但這項發現對相關學生的影響已經很明顯。他們了解到科學不僅僅是發生在遙遠的實驗室裡的事情。這發生在他們自己的社區,他們可以成為其中的一部分。這種認識可能與他們發現的任何化合物一樣有價值。
論文摘要
方法論
研究過程將學生的參與與嚴格的科學分析結合。初步收集樣本後,研究團隊使用各種分析方法來確定化合物的結構和性質。隨後實驗室測試揭示了其潛在的生物活性,特別是針對某些癌細胞系。
結果
初步測試顯示奧法酰胺 N 可以在相對較低的濃度下影響癌細胞。雖然這些結果是初步的,但它們顯示了值得進一步研究的潛在治療應用。
限制
這代表了早期研究,許多顯示出初步前景的化合物並沒有成為藥物。需要多年的額外研究才能了解這項發現是否可以帶來實際的醫學應用。
討論和要點
除了科學發現之外,該計劃還展示了社區參與如何加強教育和研究。它為其他尋求將有意義的科學工作與教育推廣相結合的機構提供了一個模型。
資金和支持
作者感謝伊利諾大學芝加哥研究生院、伊利諾州-印第安納州海洋補助金、伊利諾州-印第安納州海洋補助金教師學者獎、伊利諾州-印第安納州海洋補助金研究生學者獎以及美國國家糖尿病與消化消化研究所的資助美國國立衛生研究院的腎臟疾病。他們特別感謝芝加哥男孩女孩俱樂部的志工外展導師。
出版詳情
該研究“通過與男孩女孩俱樂部的中學生合作發現新的環狀脂縮肽 Orfamide N”,發表在ACS歐米茄(2024),記錄了科學發現和使其成為可能的創新教育方法。
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