חיידקים מכורים לקפה

קפאין הוא מרכיב משמעותי במשקאות רבים: בקפה, בתה, בקקאו, בקולה ובמשקאות אנרגיה. חוקרים גילו שקיימים גם חיידקים שמכורים אליו. בואו לגלות למה וכיצד זה יכול להועיל לכדור שלנו? 

מאת:ד”ר דרור בר-ניר

החומר הממריץ קפאין הוא מרכיב משמעותי במשקאות רבים שאנו שותים: בקפה (שעל שמו הוא נקרא), בתה, בקקאו, בקולה ובמשקאות אנרגיה. הקפאין הוא מרכיב טבעי בצמחי המוצא המשמשים כמקור לקפאין, אם כי הוא מיוצר גם במעבדות כימיות. הקפאין הוא מרכיב בתרופות מסוימות, ובהן מגבירי נשימה וקצב הלב ומשככי כאבים. כמו כן, קפאין קיים ביותר מ-60 צמחים מוכּרים, ותפקידו בהם הוא לדחות או לקטול חרקים, וכך למנוע מהם לאכול את הצמח.

300 מ”ג של קפאין ביום נחשבת כמות בטוחה לצריכה לאדם ממוצע (במשקל 70-60 ק”ג). בצריכה של יותר מ-500 מ”ג הקפאין רעיל לבני אדם, ואז עלולה להתפתח הרעלת קפאין. ליצורים קטנים יותר, כמו חלק מהחיידקים, הוא קטלני גם בריכוזים נמוכים (2 מ”ג למ”ל); ריכוזים נמוכים של קפאין בשפכים, למשל, שמגיעים גם למי התהום, גורמים לעיכוב נביטה וגידול של צמחים. דבר זה נפוץ בעיקר באזורים עירוניים ותעשייתיים.

>> מגזין גליליאו במתנה! לחצו כאן לקבלת ההטבה
מכורים לקפאין

כמו בכל חומר טבעי, קיימים בטבע חיידקים המסוגלים לפרק את הקפאין למרכיביו. חיידקים המפרקים קפאין הם חיידקי Pseudomonas putidaCBB5. חיידקים אלה מפרקים את הקפאין לקסנתין (Xanthine), היכול לשמש להם כמקור לחנקן, לפחמן ולהפקת אנרגיה לבניין גופם. המערכת האנזימטית האחראית לפירוק מכילה ארבעה גנים ונקראת Ndm(N-demethylation). כל הגנים ממוקמים באופרון (יחידה גנטית תפעולית) אחד של החיידק. אם כך, האם אפשר לרתום את חיידקי P. putidaלניקוי שפכים מקפאין? לא ממש: אין זה קל לעבוד עם חיידקים אלו בצורה תעשייתית.

קבוצת חוקרים בראשות ג’פרי בריק (Barrick) מאוניברסיטת אוסטין שבטקסס, ומני סוברמנין (Subramanian) מאוניברסיטת איובה, שינתה את אופרון ה-Ndmשל החיידקים כך שיוכל להתבטא בחיידק המוכּר א. קולי (Escherichia coli), והחדירה אותו אליו. נוסף על כך, פגעו החוקרים באחד הגנים האחראיים לסינתזת הפּוּרינים (חלק מהבסיסים החנקניים המרכיבים את חומצות הגרעין) בתא החיידק, וכך הפכו אותו לחיידק התלוי בהספקת פורינים מבחוץ. הקסנתין (הנוצר מהקפאין) הוא חומר ביניים בסינתזת הפורינים, וממנו יכולים להיווצר הפורינים החסרים. כך נוצרו חיידקי א. קולי ה”מכורים” לקפאין. החיידקים המהונדסים שגשגו במעבדה במצעים שהכילו קולה, דיאט קולה ומשקאות אנרגיה. הם לא שרדו במשקאות נטולי קפאין.

בכוונת החוקרים לפזר את החיידקים המהונדסים במקומות המזוהמים בקפאין. כל עוד הזיהום יימשך ישגשגו החיידקים ויתרבו. כאשר יאזל הקפאין באזור שזוהם (ויהיה מעכשיו נקי מקפאין), ימותו החיידקים. במעבדה, כמות החיידקים הנמדדת לאחר התרבותם בתמיסה המזוהמת יכולה להוות מדד לכמות הזיהום.

וד בגליליאו:

* מהם הסיכונים הבריאותיים בצפייה בטלוויזיה לפני השינה?

* צפו בתיעוד נדיר של ניתוח לב פתוח שבוצע בתינוק

* כל היתרונות הבריאותיים שיש בתמרים