اسرار آبجو قدیمی: فنی

من این پست را در وبلاگ میکروب شناسی چیزهای کوچک انجمن میکروبیولوژی آمریکا منتشر کردم. این یک داستان کوچک بسیار عالی در مورد کشف آنتی بیوتیک ها در استخوان های 2000 ساله است. نسخه های غیر فنی "اسرار آبجو باستان" را می توان در اینجا یافت.

شکل 1. ورود به نمایشگاه Beerology در موزه انسان در سن دیگو. منبع

از آنجایی که اوکتو اکتبرفست در تمام فصل تحت شعار "جویان آب جاری" بود ، به نظر می رسید که فقط در مورد شگفتی های این نوشیدنی خوشبو و خوشمزه خوشبو شوید. چند ماه پیش در نمایشگاه موزه شناسی در موزه انسان سن دیگو قدم زدم ، جایی که دیدم چیزی چنان تکان دهنده است که متوقف شد. در یک ویترین شیشه ای یک استخوان دو هزار ساله از یک سودانی قدیمی که در زیر نور ماوراء بنفش تتراسایکلین درخشان بود سبز بود. تتراسایکلین ، آنتی بیوتیکی که در سال 1948 کشف شد ، از استخوان های یک نوبیایی پیر به من خیره شد.

چگونه مصریان 2000 سال پیش آنتی بیوتیک های مدرن دریافت کردند؟ بازرسان دو گزینه را پیشنهاد می كنند. تتراسایکلین یا از رژیم غذایی نوبیای قدیمی ناشی می شود ، مشابه روشی که امروزه آنتی بیوتیک ها در بدن ما یافت می شود ، یا این نتیجه آلودگی میکروبی بود. در سال 1980 ، تیمی از زیست شناسان دانشگاه Emory ، از جمله جورج آرملاگوس ، مقاله ای را منتشر کردند که به این سوال پاسخ می داد. متخصصان زيست شناسي غالباً از استخوان هاي باستاني براي تعيين جنسيت ، سن ، رژيم غذايي و شواهد ديگري درباره متوفاي باستاني استفاده مي كنند. محققان با استفاده از میکروسکوپ فلورسانس قطعات نازک استخوانی را مورد بررسی قرار دادند و به طور غیر منتظره چیزی بسیار عجیب را کشف کردند. استخوانهای 2000 ساله حاوی نوارهای کوچک زرد و سبز بودند که نشان دهنده وجود تتراسایکلین معدنی است. در حالی که استخوان در فرد زنده معدنی می شود ، تتراسایکلین به استخوان بسته می شود. این فرآیند "برچسب زدن تتراسایکلین" نامیده می شود و به قدری موثر است که در پزشکی برای اندازه گیری رشد استخوان در طول زمان استفاده می شود. در آن زمان ، نویسندگان معتقد بودند كه مقایسه یك استئوئیدهای فلورسنت 2000 ساله با استئوئیدهای مدرن فلورسنت كافی است تا همكاران خود را متقاعد كنند كه تتراسایكلین مشاهده شده از رژیم غذایی نوبیان باستان است و نه از منابع دیگر. با این حال ، در آن زمان ، این مسئله به سادگی توسط جامعه باستان شناسی به دلیل آلودگی توسط میکروب هایی که تتراسایکلین تولید می کردند ، رد شد.

شکل 2. تصویر استئوئیدهای دارای تتراسایکلین. منبع

تقریباً سی سال بعد ، دکتر آرملاگوس به استخوانهای قدیمی بازگشت تا دوباره تأیید کند که آیا استخوانهای درخشان پیر نشان می دهد که تتراسایکلین بخشی از رژیم غذایی نوبیان قدیمی است و به دلیل آلودگی پس از مرگ نیست. او با مارك نلسون ، شیمیدان پزشکی در پاراتك داروئی ، برای جدا كردن تتراسایكلین از این استخوانهای باستانی همکاری كرد. آنها سعی کردند ثابت کنند که تتراسایکلین دقیقاً مانند استخوانها قبل از درگذشت نوبیان پیر به استخوانهای مدرن محدود شده است.

برای استخراج آنتی بیوتیک ، استخوان ها را در هیدروژن فلوراید حل کردند. این عمل استخوان را demineralize می کند و تتراسایکلین را آزاد می کند. راه حل با استفاده از کروماتوگرافی مایع طیف سنجی جرمی (LC / MS) انجام شد. درمان تتراسایکلین با یک اسید قوی در نتیجه هیدروژن را به مولکولها اضافه کرده و وزن مولکولی آنتی بیوتیک را افزایش می دهد. LC / MS به راحتی تتراسایکلین که توسط اسید اصلاح شده است را تشخیص می دهد. آنها وجود anhydrotetracylin (تتراسایکلین اسیدی) ، آنهیدرواکسید تریستین (اکسی تتراسایکلین اسیدی) و آنهیدروکلروتروتراکلین (کلروتراسایکلین اسیدی شده) را پیدا کردند. اکسی تتراسایکلین و کلروتراسایکلین هر دو تتراسایکلین نسل اول هستند. محققان استدلال می كنند كه وجود تتراسایكلین های نسل اول در كنار تحقیقات قبلی مبنی بر اینكه 95٪ از استخوان های استخراج شده دارای برچسب تتراسایكلین و 56٪ 5٪ یا بیشتر از استئون های آنها برچسب گذاری شده اند به این معنی است كه جمعیت در معرض آنها قرار گرفته است. به طور مرتب آنتی بیوتیک بود.

اگر تتراسایکلین در استخوان های باستانی یافت می شود ، چگونه به آنجا رسید؟ چگونه نوبی ها آنتی بیوتیک های مدرن دریافت کردند؟ آنها فقط برای انتخاب چیزی به داروخانه محلی خود مراجعه نکردند. محققان با نوشیدن یک آبجو مخصوص دم کرده افرادی را که آن را مصرف می کنند تئوریزه می کنند. مردمان باستان استادان در تولید انواع مختلف آبجو بودند و به خوبی ثابت می شود که نوشیدنی های خاصی برای اهداف پزشکی داده می شود. مشکوک شده است که برخی از گونه های استرپتومایسس که می توانند تتراسایکلین تولید کنند به طور تصادفی در فرایند تخمیر آبجو قدیمی مخلوط شدند. هنگامی که گیاهان جو از زمین پاره شدند و به داخل کشتی تخمیر پرتاب شدند ، میکروبهای مسکونی خاک آنها با آنها بهم پیوسته بودند. مستعمرات استرپتومایسس به عنوان توده های طلایی که در آبجو تخمیر می شوند ، برای کارگران تولیدکننده قدیمی قابل مشاهده بود. او حتماً مجذوب چیزی در مورد این توده های طلایی شده است. چیزی در مورد این آبجو با توده های طلایی شناور ، ممکن است افراد مبتلا به عفونت های باکتریایی متداول مانند زخم های آلوده کوچک یا عفونت های دستگاه ادراری را شفا دهد. این امر به تولیدکنندگان اصلی این امکان را می دهد که آبجو مخصوص خود را تولید کنند.

شکل 3. نورد مدرن مهر و موم های استوانه ای (سلسله اولیه ، تقریباً 2600-2350 پیش از میلاد ، خوفاجه ، عراق) مصرف آبجو را از طریق نی های طولانی نشان می دهد. توجه داشته باشید که مصرف آبجو نه تنها در مصر باستان رایج بود (به متن مراجعه کنید) ، بلکه در بین النهرین و در بین هیتی ها نیز در ترکیه امروزی وجود دارد (حسن نیت ارائه دهنده موسسه شرقی دانشگاه شیکاگو). منبع

دکتر آرملاگوس و تیم محققانش بر این باورند که این نوشیدنی با تلقیح یک دسته جدید از آبجو با 10٪ آبجو Streptomyces از گروه قبلی ساخته شده است. به این ترتیب ، آبجوها هزاران سال پیش نوشیدنی با غلظت کافی از آنتی بیوتیک ایجاد کردند تا آن را به یک داروی باستانی مؤثر تبدیل کنند. برای اثبات اینکه به هیچ وجه می توان آبجو تهیه کرد ، دانشجویان دکترای دکتر آرملاگوس آبجو پیشنهادی را ایجاد کرد. آنها موفق بودند ، اما ستایش کمی در مورد طعم و مزه آبجو فرنی مایع ترش گفته شد. من فکر می کنم این یک سلیقه اکتسابی بود. شایان ذکر است که در آن زمان ، آبجو نوشیدنی واضح و مضر نبود که امروزه با آن آشنا هستیم. بیشتر شبیه یک فرنی نازک بود ، که در آن ابتدا آبجو مایع بالا مصرف می شد و سپس فرنی باقیمانده نیز خورده می شد. آبجو به دو روش!

این داستان این سؤال را برای من ایجاد می کند: چه اسرار دیگری در دستور العمل های قدیمی آبجو کمین می کند؟ آنتی بیوتیکهای دیگر؟ آیا می توانیم از گذشته بیاموزیم و ضمن پر کردن میکروبیوم (* سرفه * با استفاده از نوشیدنی ها و غذاهای تخمیر شده) ، از تحویل آنتی بیوتیک های نجات دهنده زندگی ترویج کنیم؟ در حال حاضر برخی از کارخانه های صنایع دستی در تلاشند آبجوهای قدیمی را از نو بازسازی کنند تا شاید بتوانیم چیزی را کشف کنیم که ما را در مسیرهای ما متوقف کند. پس بیایید یک نوشیدنی بخوریم!

گیلیان دانشجوی کارشناسی ارشد آزمایشگاه داتون در دانشگاه کالیفرنیا در سن دیگو بود. او دوست دارد دنیای میکروب ها را تحسین کند.