想像一下,在你上高中之前,你就已經為生物醫學研究做出了重要貢獻。對於一名年輕的芝加哥學生來說,這是現實,他最近在實驗室中發現了一種具有抗生素活性的細菌,並產生一種能夠減緩人類黑色素瘤和卵巢癌細胞生長的新型化合物。這個驚人的發現從何而來?嗯,當然是鵝屎。
這位嶄露頭角的年輕中學科學家是與當地一所大學合作的社區夥伴關係的一部分,該夥伴關係吸引了來自代表性不足和低收入背景的孩子。該團隊與芝加哥男孩女孩俱樂部合作,作為為期 14 週的應用科學計畫的一部分,他們可以與中學生接觸。
教育資源的不平等,尤其是 STEM 科目的不平等,常常阻礙一些學生在年齡較大時進入這些領域。然而,由布萊恩墨菲 (Brian Murphy) 領導的伊利諾大學芝加哥分校團隊已經建立了合作夥伴關係,讓這些群體在教育發展的早期階段就參與其中。希望透過為他們提供進行真實、高品質研究的機會,這些年輕學生能夠將自己視為科學家,並在未來探索相關職業。
由於墨菲的實驗室專注於從天然來源中尋找抗生素,學生們幫助在當地社區搜尋環境樣本。在有人認為這只是外包樣本採集的一種方式之前,學生隨後跟進了科學處理的各個階段,特別是編程一個專門的機器人,從生長板上去除細菌菌落並測試它們的抗生素活性。
研究人員在研究中解釋說:“所有實驗都是在研究生或博士後科學家志願者導師的指導下進行的。”
「每個學生從伊利諾伊州芝加哥的加菲貓公園收集了他們選擇的 3 個樣本。學生們對樣品進行預處理和稀釋,然後將每個樣品鋪在三種不同的介質類型上[...] 在培養細菌的同時,他們在樂高EV3 模組上練習塊編程,為機器人操作做準備。當他們的環境多樣性平板顯示出足夠的細菌生長時,學生們對Hudson Robotics RapidPickMP 進行編程和操作,從環境多樣性平板中挑選所有可區分的菌落,並將它們轉移到雙面瓊脂平板測定( DAPA) 生物測定平板上。
在他們的搜索過程中,一名學生帶回了一份鵝糞樣本,其中含有一種名為“愛達荷假單胞菌– 以前在愛達荷州從虹鱒分離出來的物種(愛達荷州意思是「來自愛達荷州」)。該學生卡馬裡亞威廉斯和芝加哥男孩女孩俱樂部的技術專案經理喬納森羅德里格斯被列為該論文的共同作者
結論是這種細菌具有抗生素活性,甚至產生了一種全新的科學化合物。使用核磁共振透過核磁共振(NMR)和質譜分析,大學研究人員能夠確定 Orfamide N 實際上並不是先前觀察到的抗生素活性的原因。然而,在實驗室測試時,該化合物確實阻礙了人類黑色素瘤和卵巢癌細胞的生長。
據信,進一步的測試可以揭示這種新分子的其他有利特性。
該計畫表明,將教育推廣與天然產品發現研究結合起來是可能的,同時也表明在大學和當地社區之間建立牢固的關係是多麼重要。特別是,它為通常代表性不足的學生提供了成為科學家並做出如此令人難以置信的發現的機會!
我想我們也應該感謝鵝提供了糞便。
該研究發表在期刊上ACS歐米茄。