Представьте себе: вы уже внесли значительный вклад в биомедицинские исследования, даже не успев окончить среднюю школу. Это стало реальностью для юной студентки из Чикаго, США, которая недавно обнаружила бактерию, обладающую антибиотической активностью и производящую новое соединение, замедляющее рост клеток меланомы и рака яичников человека в лабораторных условиях. И благодаря чему произошло это удивительное открытие? Вы не поверите — благодаря гусячему помету.
Эта начинающая ученая, учащийся средней школы, участвовала в программе партнерства с местным университетом, которая привлекает детей из малообеспеченных и недостаточно представленных социальных слоев. Команда работала в сотрудничестве с Boys and Girls Clubs of Chicago, что позволило вовлечь школьников в 14-недельную программу прикладных научных исследований.
Неравенство в образовательных ресурсах, особенно в области STEM-дисциплин (наука, технологии, инженерия и математика), часто препятствует доступу некоторых студентов к этим сферам в будущем. Однако команда из Иллинойского университета в Чикаго под руководством профессора Брайана Мерфи (Brian Murphy) разработала партнерскую программу, направленную на привлечение таких групп на ранних этапах их образовательного пути. Цель программы — дать детям возможность проводить реальные научные исследования высокого уровня, чтобы они могли почувствовать себя учеными и в дальнейшем выбрать соответствующую карьеру.
Лаборатория Мерфи занимается поиском антибиотиков из природных источников, поэтому студенты принимали участие в сборе образцов в своих местных сообществах. Но это было далеко не просто «внешнее поручение»: участники программы изучали весь процесс научной обработки, включая программирование специализированного робота, который извлекает бактериальные колонии с питательных сред и проверяет их на наличие антибиотической активности.
«Все эксперименты проводятся под руководством волонтеров — аспирантов или постдокторантов», — объясняют исследователи в своей работе.
Каждый студент собрал три образца по своему выбору в Гарфилд-Парке в Чикаго. Затем они обработали и развели свои образцы, а после нанесли их на три разных типа питательных сред. Пока бактерии инкубировались, ученики практиковались в блочном программировании на модулях LEGO EV3, чтобы подготовиться к работе с роботом. Когда на питательных средах появилась достаточная бактериальная колония, студенты программировали и управляли роботом Hudson Robotics RapidPickMP, который извлекал колонии и переносил их на биопластинки DAPA для последующего анализа.
Во время исследований одна из студенток принесла образец гусячего помета, в котором содержалась бактерия Pseudomonas idahonensis — ранее известная по выделению из радужной форели в Айдахо (отсюда и название idahonensis — «из Айдахо»). Имена студентки Камаррии Уильямс (Camarria Williams), а также Джонатана Родригеса (Jonathon Rodriguez), менеджера программы технологий в Boys and Girls Clubs of Chicago, указаны среди соавторов научной статьи.
Исследователи выяснили, что эта бактерия обладает антибиотической активностью и даже производит совершенно новое для науки соединение. С помощью ядерного магнитного резонанса (NMR) и масс-спектрометрии удалось установить, что соединение под названием орфамид Н (orfamide N) не было источником наблюдаемой антибиотической активности. Однако оно тормозило рост клеток меланомы и рака яичников человека в лабораторных экспериментах.
Предполагается, что дальнейшие исследования могут выявить дополнительные полезные свойства этой молекулы.
Этот проект демонстрирует, как можно совмещать образовательную деятельность с исследованиями природных соединений, а также подчеркивает важность сотрудничества между университетами и местными сообществами. Особенно это значимо для детей из недостаточно представленных групп, которым предоставляется возможность попробовать себя в науке и делать такие невероятные открытия!
Ну и, пожалуй, стоит поблагодарить гуся за его вклад в это столь полезное дело.
Статья была опубликована в журнале ACS Omega.
