想象一下,在你上高中之前,你就已经为生物医学研究做出了重要贡献。对于一名年轻的芝加哥学生来说,这是现实,他最近在实验室中发现了一种具有抗生素活性的细菌,并产生一种能够减缓人类黑色素瘤和卵巢癌细胞生长的新型化合物。这个惊人的发现从何而来?嗯,当然是鹅屎。
这位崭露头角的年轻中学科学家是与当地一所大学合作的社区伙伴关系的一部分,该伙伴关系吸引了来自代表性不足和低收入背景的孩子。该团队与芝加哥男孩女孩俱乐部合作,作为为期 14 周的应用科学项目的一部分,他们能够与中学生互动。
教育资源的不平等,尤其是 STEM 科目的不平等,常常阻碍一些学生在年龄较大时进入这些领域。然而,由布莱恩·墨菲 (Brian Murphy) 领导的伊利诺伊大学芝加哥分校团队已经建立了合作伙伴关系,让这些群体在教育发展的早期阶段就参与进来。希望通过为他们提供进行真实、高质量研究的机会,这些年轻学生能够将自己视为科学家,并在未来探索相关职业。
由于墨菲的实验室专注于从天然来源中寻找抗生素,学生们帮助在当地社区搜寻环境样本。在有人认为这只是外包样本采集的一种方式之前,学生们随后跟进了科学处理的各个阶段,特别是编程一个专门的机器人,从生长板上去除细菌菌落并测试它们的抗生素活性。
研究人员在研究中解释说:“所有实验都是在研究生或博士后科学家志愿者导师的指导下进行的。”
“每个学生从伊利诺伊州芝加哥的加菲猫公园收集了他们选择的 3 个样本。学生们对样品进行预处理和稀释,然后将每个样品铺在三种不同的介质类型上 [...] 在培养细菌的同时,他们在乐高 EV3 模块上练习块编程,为机器人操作做准备。当他们的环境多样性平板显示出足够的细菌生长时,学生们对 Hudson Robotics RapidPickMP 进行编程和操作,从环境多样性平板中挑选所有可区分的菌落,并将它们转移到双面琼脂平板测定 (DAPA) 生物测定平板上。”
在他们的搜索过程中,一名学生带回了一份鹅粪样本,其中含有一种名为“爱达荷假单胞菌– 以前在爱达荷州从虹鳟鱼中分离出来的物种(爱达荷州意思是“来自爱达荷州”)。该学生卡马里亚·威廉姆斯和芝加哥男孩女孩俱乐部的技术项目经理乔纳森·罗德里格斯被列为该论文的共同作者
结论是这种细菌具有抗生素活性,甚至产生了一种全新的科学化合物。使用核磁共振通过核磁共振(NMR)和质谱分析,大学研究人员能够确定 Orfamide N 实际上并不是之前观察到的抗生素活性的原因。然而,在实验室测试时,该化合物确实阻碍了人类黑色素瘤和卵巢癌细胞的生长。
据信,进一步的测试可以揭示这种新分子的其他有利特性。
该项目表明,将教育推广与天然产品发现研究结合起来是可能的,同时也表明在大学和当地社区之间建立牢固的关系是多么重要。特别是,它为通常代表性不足的学生提供了成为科学家并做出这样令人难以置信的发现的机会!
我想我们还应该感谢鹅提供了粪便。
该研究发表在期刊上ACS欧米茄。