← กลับไปยังบทความทั้งหมด

แบรดี้โทรฟ สิ่งมีชีวิตที่มีการเจริญเติบโตช้าเนื่องจากความบกพร่องทางเมตาบอลิซึม

สรุปใจความสำคัญ

  • แบรดี้โทรฟคือสิ่งมีชีวิตที่โตช้าเพราะขาดเอนไซม์บางชนิดในการสร้างสารเมตาบอไลต์
  • เกิดจากการกลายพันธุ์ของยีนที่ไม่รุนแรงถึงขั้นทำให้ตาย แต่ทำให้ผลิตสารจำเป็นได้น้อยลง
  • สามารถเจริญเติบโตได้รวดเร็วหากได้รับสารที่ขาดหายไปจากอาหารเลี้ยงเชื้อภายนอก
  • มักถูกเรียกว่า 'ลีคกี้ ออโซโทรฟ' (leaky auxotroph)

แบรดี้โทรฟ (Bradytroph) คือสายพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตที่แสดงลักษณะการเจริญเติบโตอย่างช้าๆ เมื่อไม่มีแหล่งสารเมตาบอไลต์ (metabolite) เฉพาะอย่างจากภายนอก ซึ่งลักษณะนี้มักเกิดจากความบกพร่องของเอนไซม์ที่จำเป็นในวิถีเมตาบอลิซึม (metabolic pathway) ที่ทำหน้าที่ผลิตสารเคมีดังกล่าว

กลไกการเกิดและลักษณะทางพันธุกรรม

ความบกพร่องของเอนไซม์ในแบรดี้โทรฟเป็นผลมาจากการกลายพันธุ์ (mutation) ในยีนที่ควบคุมการสร้างเอนไซม์เหล่านั้น อย่างไรก็ตาม การกลายพันธุ์นี้ไม่ส่งผลให้สิ่งมีชีวิตตาย (non-lethal) เนื่องจากสิ่งมีชีวิตดังกล่าวยังคงสามารถผลิตสารเคมีที่จำเป็นได้ในปริมาณเพียงเล็กน้อย ซึ่งเพียงพอต่อการมีชีวิตรอดแต่ไม่เพียงพอต่อการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว

เมื่อมีการเติมสารเคมีที่ขาดหายไปลงในอาหารเลี้ยงเชื้อ (growth media) สิ่งมีชีวิตสายพันธุ์แบรดี้โทรฟจะสามารถนำสารนั้นเข้าสู่เซลล์จากสิ่งแวดล้อมภายนอกได้ ส่งผลให้เกิดการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วเหมือนกับสายพันธุ์ปกติ

ความแตกต่างระหว่างแบรดี้โทรฟและออโซโทรฟ

ในทางชีววิทยา แบรดี้โทรฟอาจถูกเรียกว่า "ลีคกี้ ออโซโทรฟ" (leaky auxotroph) เพื่อเปรียบเทียบกับออโซโทรฟ (auxotroph) ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสร้างสารอาหารจำเป็นบางชนิดได้เลยและจะไม่สามารถเจริญเติบโตได้เลยหากไม่มีสารนั้นในอาหารเลี้ยงเชื้อ ในขณะที่แบรดี้โทรฟยังคงมีความสามารถในการผลิตสารนั้นได้บ้าง (leaky) จึงทำให้ยังเจริญเติบโตได้แม้จะช้ามากก็ตาม

ตัวอย่างในจุลชีพ

คำว่า "แบรดี้โทรฟ" ถูกนำมาใช้ครั้งแรกเพื่ออธิบายการกลายพันธุ์ของเชื้อ Escherichia coli (อีโคไล) ที่มีความบกพร่องบางส่วนในการสังเคราะห์อาร์จินีน (arginine biosynthesis) นอกจากนี้ ยังพบสายพันธุ์แบรดี้โทรฟในจุลชีพชนิดอื่น เช่น:

  • Bacillus subtilis: สายพันธุ์ที่มีการกลายพันธุ์ซึ่งส่งผลกระทบต่อการผลิตไทอะมีน (thiamine production)
  • Saccharomyces cerevisiae (ยีสต์): สายพันธุ์ที่มีการกลายพันธุ์ซึ่งทำให้การสังเคราะห์อาร์จินีนบกพร่อง

คำถามที่พบบ่อย

แบรดี้โทรฟแตกต่างจากออโซโทรฟอย่างไร?

ออโซโทรฟไม่สามารถสร้างสารอาหารจำเป็นได้เลยและจะไม่โตหากไม่มีสารนั้น แต่แบรดี้โทรฟยังสร้างสารนั้นได้ในปริมาณเล็กน้อย จึงเจริญเติบโตได้แม้จะช้ามาก

สาเหตุหลักที่ทำให้สิ่งมีชีวิตกลายเป็นแบรดี้โทรฟคืออะไร?

เกิดจากการกลายพันธุ์ในยีนที่ควบคุมการสร้างเอนไซม์ในวิถีเมตาบอลิซึม ทำให้เอนไซม์ทำงานบกพร่องและผลิตสารจำเป็นได้น้อยลง

จะทำให้แบรดี้โทรฟเจริญเติบโตเร็วขึ้นได้อย่างไร?

โดยการเติมสารเมตาบอไลต์ที่สิ่งมีชีวิตนั้นบกพร่องในการผลิตลงในอาหารเลี้ยงเชื้อ เพื่อให้เซลล์นำสารจากภายนอกมาใช้ในการเจริญเติบโตได้

ตัวอย่างสิ่งมีชีวิตที่เป็นแบรดี้โทรฟมีอะไรบ้าง?

ตัวอย่างที่พบบ่อยในงานวิจัยทางจุลชีววิทยา ได้แก่ เชื้อ E. coli, Bacillus subtilis และยีสต์ Saccharomyces cerevisiae