Arloesi ffyrdd newydd o fynd i'r afael â halogiad bacteriol

Mae ein hymchwil wedi helpu i leihau'r risg o halogiad mewn diwydiant, a hynny ar raddfa fyd-eang.

“Rwy'n astudio bacteria amgylcheddol sy'n mynd i leoedd na ddylen nhw.”

Dyna sut mae'r Athro Eshwar Mahenthiralingam yn crynhoi ei ymchwil yn ei ffurf symlaf.

Neu fe ellid meddwl amdano mewn ffordd arall, sef fel gwaith ditectif - ond bod yn chwilio am droseddwr sy’n gwbl anweledig i’r llygad.

Mae effaith byd go iawn gwaith yr Athro Mahenthiralingam yn anferthol hyd yn oed o’i gymharu â’r bacteria microsgopig y mae'n eu hastudio. I rai, gall bacteria sy'n digwydd yn naturiol yn y lle anghywir, olygu bod bywyd yn y fantol.

Cymerwch brif ffocws llawer o'i ymchwil: y bacteria Burkholderia, a oedd, yn y nawdegau, yn lledaenu rhwng pobl â ffibrosis systig (CF) yn dra chyflym.

Mae ysgyfaint person sydd â CF eisoes yn llawer mwy gwan nag ysgyfaint arferol. Gallai cael eu heintio â pathogenau bacteriol oportiwnistaidd fod yn angheuol mewn mater o ddim amser.

“Roedd angen ffordd o adnabod y bacteria hyn ar lefel foleciwlaidd - ac ar gyfer hyn roeddem angen offer dilyniannu DNA. Ni oedd y cyntaf i ddatblygu dull un genyn o adnabod y bacteria hyn yn gywir. Yna fe wnaethon ni esblygu hyn i fod yn offeryn adnabod aml-enyn, gan ein galluogi i olrhain y straen mwyaf ffyrnig ar raddfa fyd-eang,” eglura.

“Arweiniodd ein hymchwil at ganllawiau rheoli heintiau cenedlaethol a rhyngwladol sydd, yn y bôn, wedi golygu ein bod wedi gallu dileu lledaeniad epidemig Burkholderia mewn poblogaethau CF ledled y byd. Mae wedi bod yn wych gweld y gwahaniaeth y mae ein hymchwil wedi'i wneud i bobl sydd â'r cyflwr hwn.”

Mynd i'r afael ag ymwrthedd gwrthficrobaidd

“Jekyll and Hyde” yw sut mae'r Athro Mahenthiralingam yn disgrifio'r bacteria bach ond gwydn hyn sy'n byw yn yr amgylchedd naturiol. I blanhigion, maent yn aml yn fuddiol, gan eu bod, er enghraifft, yn eu cytrefu a'u hamddiffyn rhag ymosodiad gan ffwng a phathogenau eraill.

Ond maent wedi datblygu ymwrthedd gwrthficrobaidd uchel sy'n golygu eu bod yn parhau i fod yn fygythiad posibl i bobl sy'n agored i niwed. Enghraifft arall o'r gwytnwch hwn yw eu gallu i oroesi mewn cynhyrchion o waith dyn lle gallant achosi halogiad.

Er mwyn helpu i fynd i'r afael â'r broblem hon, cymhwysodd yr Athro Mahenthiralingam ei waith gyda chleifion CF, er mwyn canfod bacteria mewn cynhyrchion megis colur a nwyddau ymolchi, sy'n cael eu gwneud mewn amgylchedd nad yw'n ddi-haint. Gall halogiad beri risg iechyd difrifol i ddefnyddwyr ac arwain at alw cynnyrch costus yn ôl.

Mae ei ymchwil wedi helpu'r gwneuthurwr byd-eang Unilever i leihau achosion o halogiad, a datblygu gwell fformwleiddiadau o gadwolion i atal micro-organebau rhag difetha cynnyrch.

“Fe wnaethon ni gymryd yr offer genetig yr oeddem wedi’u defnyddio i ddatrys y broblem CF gwreiddiol a chymhwyso'r rhain i fynd i'r afael â phroblem ddiwydiannol. Gallwn ddweud wrth Unilever, pa fathau o facteria i'w holrhain, a'u helpu i gadw'r bacteria hyn allan er mwyn lleihau'r risg o halogiad,” meddai'r Athro Mahenthiralingam.

Yn y dyfodol, mae'n gobeithio y bydd y diwydiant colur yn mabwysiadu rheoliadau tynnach o ran, halogiad cynnyrch, a nodi'r bacteria sy'n ei achosi, yn debyg i gyfyngiadau a roddir ar y diwydiant bwyd.

Datrys problemau gyda microbioleg

Sylweddolodd yr Athro Mahenthiralingam ei fod am weithio ym maes genomeg microbaidd, am y tro cyntaf, wrth astudio bioleg gymhwysol yn Athrofa Gwyddoniaeth a Thechnoleg Prifysgol Cymru (a unodd yn ddiweddarach â Choleg Prifysgol Caerdydd i ddod yn Brifysgol Caerdydd).

“Yn fy ail flwyddyn, fe wnaethon ni echdynnu DNA bacteriol am y tro cyntaf ar gel agaros (techneg a ddefnyddir yn gyffredin i wahanu darnau DNA). Er mwyn gallu gweld hyn, rydych chi'n gosod y gel lliw o dan olau uwchfioled, a chyn gynted i mi weld y darnau DNA yn disgleirio yn y golau hwn, roeddwn i'n gwybod fy mod i eisiau bod yn ficrobiolegydd moleciwlaidd,” eglura.

Roedd y 1980au yn gyfnod cyffrous o ran geneteg — a'r gallu i drin dilyniannau DNA mewn bacteria — ac roedd hyn yn digwydd ar yr un pryd ac yr oedd yr Athro Mahenthiralingam yn cwblhau ei radd prifysgol.

“Drwy gydol fy ngyrfa, rydw i wedi parhau i, gael fy swyno gan — a chymhwyso — dulliau microbioleg i laweroedd o broblemau. Yn fwyaf diweddar, mae hyn wedi ehangu i fod yn defnyddio technegau genomig er mwyn deall dilyniant llawn DNA bacteria,” meddai.

Mae gan yr Athro Mahenthiralingam ei labordy ei hun ac mae'n Gyfarwyddwr Ymchwil ar gyfer ein Hysgol Biowyddorau lle mae'n parhau i ymchwilio i broblemau microbiolegol — ond hefyd manteision — y bacteria hyn.

Edrych tua'r dyfodol

Un maes sy'n peri pryder yw y gallai'r symudiad tuag at bethau ymolchi sy’n seiliedig ar gynhyrchion mwy naturiol, sy’n defnyddio cadwolion mwynach a llai o gemegau a wnaed gan ddyn, fod yn cael y sgil-effaith negyddol, sef achosi cynnydd mewn halogion bacteriol problemus. Gallai hyn, ynghyd â newid gan weithgynhyrchwyr i fod yn defnyddio deunydd pacio y gellir eu hailddefnyddio, a’u hail-lenwi gartref, greu sefyllfaoedd problemus sydd angen eu monitro.

Bydd prosiect uchelgeisiol diweddaraf ei dîm, sef cymrodoriaeth gyda'r ymchwilydd Dr Laura Ruston ac Unilever, yn edrych ar y ffordd mae’r defnydd o’r cadwolion hyn yn newid, mewn grŵp o halogion diwydiannol sy'n dod i'r amlwg a elwir yn facteria enterig.

Mae'r bacteria hyn yn peri risg iechyd byd-eang enfawr wrth iddynt wrthsefyll gwrthfiotigau yn gynyddol, ac mae angen y cadwolion cywir i atal eu twf mewn cynhyrchion, cartref, harddwch, a gofal personol.

“Dydyn ni ddim yn gwybod digon am y materion hyn eto — ond yr hyn rydyn ni'n ei wybod yw bod y dirwedd gyfan yn newid, ac mae angen i ni ymateb i hyn,” meddai'r Athro Mahenthiralingam.

“Mae'n faes eithaf arbenigol ond pwysig o ficrobioleg sydd â chyrhaeddiad byd-eang, ac mae gennym fath unigryw iawn o arbenigedd i allu helpu.”

Bacteria buddiol

Mae'r Athro Mahenthiralingam a'i dîm hefyd yn gweithio ar amrywiaeth o brosiectau newydd yn ymwneud â bacteria buddiol, megis defnyddio bacteria a addaswyd yn enetig i leihau dibyniaeth ar blaladdwyr cemegol i wella a chynnal cynhyrchu bwyd.

“Mae defnyddio geneteg i wneud biobaladdwyr Burkholderia diogel, neu drosglwyddo eu genynnau buddiol i facteria amgylcheddol eraill nad ydynt yn bathogenig, yn ddau nod hirdymor allweddol,” meddai.

“Mae rhywbeth arall i’w ymchwilio drwy’r amser - mae'n sicr yn cynnal fy chwilfrydedd.”

Ymchwil yn Ysgol y Biowyddorau

Mae ein gwaith ymchwil yn cwmpasu’r gwyddorau biolegol a biofeddygol ac yn cael ei arwain gan ymchwilwyr o fri rhyngwladol sy’n cynnal rhaglenni ymchwil deinamig, gyda mynediad at amrywiaeth o’r cyfleusterau technoleg diweddaraf.