أخبار العلم

اكتشاف بكتيريا تتغذى على الطاقة

اكتشف العلماء في جامعة جنوب كاليفورنيا بكتيريا لا تتغذى على شيء سوء الكهرباء، دون الاعتماد على طعام. هذه البكتيريا تتغذى على الكترونات نقية، وتقوم بإخراج الكترونات نقية أيضًا. ساهمت هذه البكتيريا في إثبات ترابط الحياة المدهش، كما يمكن أن تكون تلك البكتيريا مفيدة في تصنيع أجهزة ذاتية التشغيل بحجم النانو للتخلص من التلوث البيئي. يتميز بعض الأفراد من تلك البكتيريا بقدرتهم على تكوين أسلاك بيولوجية biocables وتلك أسلاك ميكروبية سمكها لا يتعدى بضع نانومترات ويصل طولها لعدة سنتيمترات وتقوم بتوصيل الكهرباء مثل أسلاك النحاس. تلك الأسلاك يُمكن أن تُستخدم في يومٍ ما لبناء شبكات طويلة ذاتية التجميع لمصلحة البشر.
تكسر هذه البكتيريا القاعدة التي يتم تدريسها في كل مدارس البيولوجيا والتي تص على أن كل الكائنات الحية تستهلك السكر للنجاة. حيث أن كل شيء تقوم أنت بأكله يتم هضمه أو تحويله إلى جزيئات أحادية من الجلوكوز. بدون التعمق في تعقيدات مواضيع التنفس، الهضم، وأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP)، يمكننا القول باختصار إن تلك السكريات تحتوي على العديد من الالكترونات، وإن الأكسجين الذي تتنفسه أنت في الواقع يدخل جسدك لمجرد الحصول على تلك الالكترونات، وأنه بمجرد حصوله على تلك الالكترونات من السكريات يتحول إلى ماء H2O ويتم طرده مجددا من جسدك. عن طريق نقل الالكترونات من السكر للأكسجين يتم صنع تيار من الالكترونات (تيار من الطاقة)، ويتم استخدام تيار الالكترونات ذلك في القيام بعدة وظائف حيوية في الجسد كله (مثل الطاقة اللازمة لنبض القلب). هذه البكتيريا المميزة لا تحتاج سكريات من ذلك النوع، بل هي بكتيريا مباشرة ولا تسلك طُرقًا فرعية، تلك البكتيريا تتغذى على الكترونات نقية مباشرةً

السيطرة على الجينات باستخدام الضوء

الخلايا البشرية تحتوي على ما يُقارب الـ 20،000 جين، وجزء ضئيل منها يتمّ تفعيله في أوقات معيّنة، تبعا لاحتياجات الخلية. لمعرفة ماهية تلك الجينات ووظائفها، يحتاج الباحثون لأدوات تمكنهم من التلاعب بالجينات على فترات زمنية قصيرة. وهذا أصبح ممكنا الآن، وذلك بفضل تقنية جديدة تم تطويرها في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومعهد برود وجامعة هارفرد، التي يمكن أن توقف أو تزيد التعبير عن أي جين بسرعة، وفقط من خلال تسليط الضوء على الخلايا.
ويستند العمل على تقنية مشهورة تعرف باسم الـ optogenetics (أو بصريات الوراثة)، والتي تستخدم البروتينات التي تتغير وظيفتها استجابة للضوء. في هذه الحالة، تمكّن الباحثون من تكييف بروتينات حساسة للضوء إما لتحفيز أو قمع التعبير عن جينات محدّدة، فور تسليط الضوء عليها. التحكم بدقة في توقيت ومدة التعبير الجيني، يمهّد الطريق لمعرفة أدوار الجينات بسهولة، ولا سيما تلك المشاركة في التعلم والذاكرة. ويمكن أيضا أن يستخدم النظام الجديد لدراسة التعديلات الجينية أو الوراثية – التعديلات الكيميائية للبروتينات التي تحيط بالحمض النووي – التي يعتقد أيضا أنها تلعب دورا مهما في التعلم والذاكرة.