به نقل از آی‌ای، این پیشرفت، بخشی از یک برنامه علمی کاربردی ۱۴ هفته‌ای بود که برای رسیدگی به نابرابری‌ها در آموزش علم، فناوری، مهندسی و ریاضیات با غوطه‌ور کردن دانش‌آموزان در تحقیقات علمی معتبر طراحی شده بود.

این ابتکار به رهبری محققان دانشگاه ایلینویز در شیکاگو(UIC)، دانش‌آموزان مقطع متوسطه را توانمند کرد تا در تحقیقات پیشرفته آنتی‌بیوتیک شرکت کنند.

از جمله یافته‌های قابل توجه آنها، سویه‌ای از باکتری بود که از یک منبع عجیب، یعنی فضولات غازها در یک تالاب جدا شده بود.

این باکتری که بعداً با نام «سودوموناس آیداهوئنسیس»(Pseudomonas idahoensis) شناخته شد، ترکیب جدیدی تولید کرد که دانشمندان را به دلیل کاربردهای بالقوه زیست پزشکی خود مجذوب خود کرد.

برایان مورفی(Brian Murphy) دانشمند ارشد این برنامه و رئیس آزمایشگاه UIC با تمرکز بر آنتی بیوتیک‌ها از منابع طبیعی، بر اهداف دوگانه این پروژه تأکید کرد و گفت: پرورش اشتیاق اولیه برای علم و در عین حال پیشرفت تحقیقات حیاتی زیست پزشکی هدف ماست.

یک رویکرد عملی برای کشف

دانش‌آموزان از جمع‌آوری نمونه‌های محیطی در محله‌هایشان گرفته تا تجزیه و تحلیل جوامع باکتریایی برای خواص آنتی‌بیوتیکی‌شان، نقش مهمی در این پروژه داشتند. سرانجام یک نمونه از مدفوع غاز، باکتری سودوموناس آیداهوئنسیس را تولید کرد که به عنوان یک تولید کننده آنتی بیوتیک امیدوارکننده نشان داد.

دانش‌آموزان با استفاده از علم رباتیک آزمایشگاهی، یک ربات تخصصی را برنامه‌ریزی کردند تا کلونی‌های باکتریایی را جدا کند و آزمایش‌های زیستی روی آنها انجام دهد و فعالیت ضد میکروبی را آزمایش کند.

پس از شناسایی باکتری سودوموناس آیداهوئنسیس به عنوان یک نامزد امیدوارکننده، محققان دانشگاهی تجزیه و تحلیل‌های پیشرفته‌ای را با استفاده از روش تشدید مغناطیسی هسته‌ای و طیف‌سنجی جرمی انجام دادند.

یافته‌های آنها مولکول ناشناخته‌ای به نام «اورفامید اِن»(orfamide N) را نشان داد که متعلق به خانواده‌ای از ترکیبات طبیعی است که به خواص بیولوژیکی متنوع‌شان شناخته می‌شوند.

اگرچه «اورفامید N» مسئول فعالیت ضد باکتریایی که در ابتدا در آزمایش‌های زیستی مشاهده شد، نبود، اما آزمایش‌های بیشتر، توانایی آن را در مهار رشد ملانوم انسانی و سلول‌های سرطان تخمدان در کشت‌های آزمایشگاهی نشان داد.

محققان اکنون قصد دارند بررسی کنند که آیا «اورفامید N» ممکن است مزایای دارویی بیشتری را نشان دهد یا به صورت هم افزایی با سایر ترکیبات کار کند یا خیر.

طرحی برای علم جامعه‌محور

این همکاری بر ارزش وحدت بخشیدن به جامعه با کاوش علمی سطح بالا تأکید می‌کند. برنامه‌هایی مانند این با مشارکت فعالانه یادگیرندگان جوان در فرآیند علمی می‌تواند به پرورش نسلی از متخصصان متنوع و پرشور کمک کند.

محققان همچنین پتانسیل تکرار این مدل را در زمینه‌های دیگر برجسته و خاطرنشان کردند که علم جامعه‌محور می‌تواند به طور همزمان به سؤالات تحقیقاتی فوری بپردازد و دانشمندان آینده را الهام بخشد.

این رویکرد، بازتاب ابتکارات مشابهی مانند برنامه «زمین کوچک» است که دانش‌آموزان را در جستجوی آنتی‌بیوتیک‌های جدید در نمونه‌های خاک و رسیدگی به بحران رو به رشد مقاومت آنتی‌بیوتیکی درگیر می‌کند. چنین پروژه‌هایی نه تنها اکتشافات را تسریع می‌کنند، بلکه به دانش آموزان ارتباط ملموسی با محیط خود و جامعه علمی جهانی ارائه می‌دهند.

آموزش علوم به ویژه در مدارسی که بودجه کافی ندارند، اغلب با موانع قابل توجهی مواجه است، جایی که دسترسی به منابع علمی، فناوری، مهندسی و ریاضی با کیفیت بالا محدود است.

این برنامه با درگیر کردن دانش آموزان متوسطه در یک محیط تحقیقاتی حرفه‌ای، برخی از این موانع را از بین برد و نشان داد که مشارکت‌های نوآورانه بین دانشگاه‌ها و مدارس می‌تواند نتایج قابل توجهی به همراه داشته باشد.

این پژوهش در مجله ACS Omega منتشر شده است.