عاثية

رسم تخطيطي لعاثية (اٍلى اليمين المخطط ثلاثي الأبعاد واٍإلى اليسار المخطط ثنائي الأبعاد).

Gamma-Phagen
صورة بمجهر إلكتروني نافذ.

العاثيات، ومفردها عاثية (بالإنجليزية: bacteriophage)‏ هي فيروسات تغزوالبكتيريا. العاثيات من أكثر الكائنات الحية شيوعاً على سطح الأرض. توجد منها مليارات في أمعاء الإنسان وتساعده في مكافحة البكتريا الضارة فيه . توفر أمعاء الإنسان لها وسط معيشي مناسب، وتقوم هي بحماية الإنسان من بكتيريا ضارة إذا أصابت أمعائه. هذه النتيجة هي نتيجة جديدة (2013) أفصح عنها الدكتور "جرمي بار" من جامعة سان ديجو، كاليفورنيا.

تتكون العاثية النموذجية من قفيصة بروتينية تحوي المادة الوراثية، وهذه قد تكون رنا أودنا مفرد الطاق أوذي طاقين، طوله بين 5000 و500000 نوكليوتيد، يتوضع بشكل خطي أوحلقي. يتراوح حجم العاثيات عادةً بين 20 و200 نانومتر.

تنتشر العاثيات بشكل واسع على وجه الأرض، ويمكن إيجاد الكثير منها في الأماكن التي تحتوي على مضيف بكتيري كالترية أوحتى أمعاء الإنسان.وتعتبر مياه البحر إحدى أكثر البيئات احتواءً على العاثيات، بأرقام تقاربتسعة × 10ثمانية فيريون/ مم عند السطح. مع الفهم بأن ما يصل إلى 70% من البكتيريا البحرية قد تتعرض للإصابة بالعاثيات. أستخدمت العاثيات لأكثر من 90 عاما كبديل للمضادات الحيوية في الاتحاد السوفيتي السابق وفي أوروبا الشرقية وفرنسا. كما نظر إليها كعلاج محتمل للبكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية.

التصنيف

تشكل العاثيات ذات الدنا مزدوج الطاق أوما يسمى بالفيروسات الذنبية، ما نسبته 95% من الفيروسات المعروفة فهميا والمذكورة في الخط، ويعتقد أنها تشكل النسبة الأعظم من العاثيات على وجه الكرة الأرضية. ومع هذا فإن أنواعا أخرى من العاثيات تتواجد وبوفرة في الغلاف الحيوي، حيث تتكون هذه الأنواع من فيريونات ومن مادة وراثية مختلفة بالإضافة إلى امتلاكها نمط حياة مختلف. تصنف العاثيات حسب تصنيف اللجنة الدولية لتصنيف الفيروسات حسب أشكالها ومحتواها من الأحماض النووية.

تصنيف العاثيات حسب اللجنة الدولية لتصنيف الفيروسات
رتبة	عائلة	الشكل	الحمض النووي	مثال
الفيروسات الذنبيه	فيروسات عضلية	غير مغلفة، ذيل عضلي	دنا خطي مزدوج الطاق	T4 phages
	فيروسات سيفاوية	غير مغلفة، ذيل غير عضلي طويل	دنا خطي مزدوج الطاق	λ phage, T5 Phage
	فيروسات قدمية	غير مغلفة، ذيل غير عضلي قصير	دنا خطي مزدوج الطاق	T7 phages
غير محدد النوع	فيروسات سقفية	غير مغلفة، متساوية الطول	دنا خطي مزدوج الطاق
	فيروسات قشرية	غير مغلفة، متساوية الطول	دنا حلقي مزدوج الطاق
	فيروسات شحمي الشعر	مغلفة، عصوي الشكل	دنا خطي مزدوج الطاق
	فيروسات بلازمية	مغلفة، متعددة الأشكال	دنا حلقي مزدوج الطاق
	فيروسات العتائق	غير مغلفة، عصوية الشكل	دنا خطي مزدوج الطاق
	فيروسات مستدقة	غير مغلفة، على شكل ثمار الليمون	دنا حلقي مزدوج الطاق
	فيروسات الليف	غير مغلفة، خيطية الشكل	دنا حلقي مفرد الطاق
	فيروسات مكروية	غير مغلفة، متساوية الطول	دنا حلقي مفرد الطاق
	فيروسات لافي	غير مغلفة، متساوية القياس	رنا خطي مفرد الطاق
	فيروسات كيسية	مغلفة، كروية	رنا مجزء مزدوج الطاق

تاريخ

تم - منذ القدم – توثيق تقارير تشير إلى وجود مياه نهرية ذات تأثير علاجي على بعض الأمراض كالجذام. وفي عام 1896، أشار العالم إرنست هنكن إلى حتى هناك شيئا في مياه نهر الغانج ونهر يمنا في الهند أظهرت قدرة كمضاد حيوي ضد الكوليرا بالإضافة إلى القدرة على المرور خلال فيلتر مصنوع من البورسلين الناعم. وفي عام 1915، اكتشف عالم الأحياء الدقيقة فريدريك تورت ومدير مؤوسسة براون للأبحاث في لندن عامل صغير الحجم قادر على مهاجمة البكتيريا وقتلها.وأعتقد أنه لا بد لهذا العامل حتىقد يكون واحدا من الآتي:

إحدى مراحل دورة حياة البكتيريا؛
أحد الأنزيمات التي تفرزها البكتيريا نفسها؛
أوأحد الفيروسات التي تنموداخل البكتيريا وتدمرها.

ولكن أبحاث تورت توقفت بسبب الحرب العالمية الأولى ونقص الموارد المادية.

وبشكل منفصل، وبالتدقيق في الثالث من أيلول 1917،أعرب العالم الفرنسي الكندي الأصل فيليكس دوريل والذي كان يعمل في معهد باستور للأبحاث في باريس، بأنه اكتشف ميكروبا غير مرئيا ذوتأثير مضاد للزحار العصوي أوما يسمى بداء الشيغيلات.بالنسبة لدوريل كان هذا اكتشاف رائع " في لحظة أستوعبت بأن ما سبب البقع الفارغة هوميكروب غير مرئي.....فيروس متطفل على البكتيريا."." قام دوريل بإطلاق اسم (bacteriophage) أوآكلات البكتيريا نسبة إلى الحدثة اليونانية (phagein) والتي تعني يأكل. كما قام بتوثيق حالة لشخص كان يعاني من الزحار العصوي تعافى بعد استخدام آكلات البكتيريا (العاثيات). في عام 1923، تم إنشاء معهد إليافا في تبليسي في جورجيا، لغايات الأبحاث حول هذا الفهم الجديد ووضعه في حيز التطبيق العملي. في عام 1969 حاز جميع من ماكس دلبروك وألفرد هيرشي وسلفادور لوريا على جائزة نوبل في الطب، لاكتشافاتهم المتعلقة بآلية تكاثر الفيروسات ومحتواها الجيني.

التكاثر

تتكاثر الفيروسات من خلال ما يعهد بالدورة الحالة أوالدورة الدورة المستذيبة،وقد تملك بعض الفيروسات القدرة على استخدام كلا الدورتين. عندما تتكاثر الفيروسات عن طريق الدورة الحالّة كما في (T4 phage) فإنه يتم تحليل الخلايا البكتيرية وتدميرها بعد مضاعفة أعداد الفيريونات مباشرة. وبمجرد تدمير الخلية فإن الفيروسات الجديدة تبحث عن عائل حديث لاحتلاله واستخدام مصادره لمضاعفة أعداد الفيروس.من الجدير بالذكر إذا الفيروسات التي تتكاثر عن طريق الدورة الحالة تكون مناسبة للعلاج بالعاثية أكثر من تلك التي تتكاثر عن طريق الدورة المستذيبة. تمر بعض العاثيات خلال الدورة الحالة فيما يعهد (بتثبيط التحليل)، ويحدث ذلك بأن تتوقف سلالة كاملة من العاثيات عن تحليل الخلايا البكتيرية والخروج منها عندماقد يكون هجريز العاثيات خارج الخلية عالياً. وعادة تكون هذه العملية عكسية. من الجدير بالذكر حتى هذه الآلية مختلفة عن آلية تكاثر العاثيات المندرجة والتي تدخل عادة في فترة سبات مؤقتة. باللقاء، فإن الدورة المستذيبة لا تؤدي إلى تحلل الخلية المضيفة، وتسمى الفيروسات القادرة على التكاثر عن طريق هذه الدورة بالفيروسات المندرجة. حيث يندمج المحتوى الجيني لها مع المادة الوراثية للمضيف وتتكاثر بتكاثرها دون أي أضرار أوأذى. يبقى الفيروس ساكنا إلى حتى تتدهور حالة المضيف – من الممكن بسبب نقص في المواد الغذائية- عندها تنشط هذه الفيروسات الداخلية والتي تعهد باسم طليعة العاثية. في هذه الفترة تبدأ دورة التكاثر التي تنتهي بتحلل خلايا المضيف. وبما حتى من خصائص الدورة المستذيبة أنها لا تؤدي إلى تحلل خلايا المضيف، فإن اعداد الفيروس ستزداد بتكاثر خلايا المضيف وستظهر في الخلايا الولية من خلايا مصابة به في الأصل. أحيانا تكون طليعة العاثية ذات فائدة عظيمة للبكتيريا عندما تكون ساكنة، وذلك بإضافة خصائص جديدة للخلية البكتيرية فيما يعهد بالتحول (lysogenic conversion). ومن الأمثلة على ذلك تحول إحدى سلالات ضمة الكوليرا غير المؤذية إلى أحد أكثر أنواع البكتيريا إيذاءً والتي تسبب سقم الكوليرا. وهذا بالذات ما يجعل العاثيات المندرجة غير ملائمة للعلاج بالعاثيات.

تعايش مع الإنسان

يقول الدكتور "جرمي بار " من جامعة سان ديجوبكاليفورنيا حتى فيروسات البكتيريوفاج تعيش في أمعاء الإنسان ولا تضره (أبحاث عام 2013) . بل بالعكس، هي تلتصق بالطبقة المخاطية للأمعاء وتغطيها، فإذا اقترب منها خلية بكتريا علقت بها وتخترق جدار الخلية وتدخل فيها وتتكاثر . بعد ذلك تنفجر خلية البكتريا ويخرج منها عدد كبير من فيروسات البكتيريوفانج . وبذلك يؤدي هذا الفيروس خدمة للإنسان، وفي نفس الوقت يقدم لها الإنسان الوسط الملائم لمعيشتها .

انظر أيضا

إنزيمات الاقتطاع.
HindIII.

المراجع

^ Collman, J. P. 2001. Naturally Dangerous: Surpising facts about food, health, and the Environment. Sausalito, CA: University Science Books. Pg. 92.
^ Wommack, K. E.; Colwell, R. R. (2000). "Virioplankton: Viruses in Aquatic Ecosystems". Microbiology and Molecular Biology Reviews. 64 (1): 69–114. doi:10.1128/MMBR.64.1.69-114.2000. PMC 98987. PMID 10704475.
^ Prescott, L. (1993). Microbiology, Wm. C. Brown Publishers, ISBN 0-697-01372-3
^ BBC Horizon (1997): The Virus that Cures – Documentary about the history of phage medicine in Russia and the West
^ BBC article: The drugs don't work - so what will? (8 April 2011) نسخة محفوظة 09 مارس 2018 على مسقط واي باك مشين.
^ Mc Grath S and van Sinderen D (editors). (2007). (الطبعة 1st). Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-14-1 . مؤرشف من الأصل في 22 أكتوبر 2016. نسخة محفوظة 22 أكتوبر 2016 على مسقط واي باك مشين.
^ Mc Grath S and van Sinderen D (editors). (2007). (الطبعة 1st). Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-14-1 . مؤرشف من الأصل في 22 أكتوبر 2016. نسخة محفوظة 22 أكتوبر 2016 على مسقط واي باك مشين.
^ Félix d'Hérelles (1917). "Sur un microbe invisible antagoniste des bacilles dysentériques". Comptes rendus Acad Sci Paris. 165: 373–5. مؤرشف من الأصل (PDF) في 04 ديسمبر 2010. اطلع عليه بتاريخ 05 سبتمبر 2010.
^ Félix d'Hérelle (1949). "The bacteriophage" (PDF). Science News. 14: 44–59. مؤرشف من الأصل (PDF) في 11 يونيو2011. اطلع عليه بتاريخ 05 سبتمبر 2010.