نباتات تستشعر انتشار كيميائيات سامة.. هل يصبح إنذارا مبكرا؟
تاريخ النشر: 28th, November 2023 GMT
تخيل أن حقلاً من النباتات يتحول فجأة إلى اللون الأحمر عند انتشار مادة كيميائية ضارة. ففي دراسة تبدو وكأنها من الخيال العلمي، طور باحثون في جامعة كاليفورنيا ريفرسايد (UC Riverside) نباتا يتحول لون أوراقه الخضراء إلى الأحمر الزاهي عند وجود مواد كيميائية سامة من حوله.
ويمكن لهذا الابتكار أن يُحدث ثورة في كيفية اكتشافنا للمواد غير الآمنة في محيطنا، لكنه لا يخلو من مخاطر.
كان الباحثون بصدد تطوير مواد ذات تفاعلية عالية لاستخدامها في المراقبة البيئية. وفي هذا الإطار قاموا بالبحث في كيفية تمكين النباتات من الإحساس والتفاعل مع مادة كيميائية في البيئة دون الإضرار بقدرتها على العمل بشكل طبيعي في جميع النواحي الأخرى.
وبحسب بيان نشر على موقع الجامعة، فإن الهدف الذي سعى الباحثون لتحقيقه هو إدخال تحويرات على أحد أنواع نبات الشمندر كي يتمكن من التعرف على سموم بيئية محددة دون إعاقة عمليات النمو الطبيعي أو آليات البقاء لدى النبتة.
وكانت الأساليب التي طُورت سابقا غالبا ما تتداخل مع العمليات الحيوية للنبات مثل الانتحاء الضوئي (وهي حركة انحناء النبات الناتجة عن التعرض للإضاءة غير المتساوية على جانبيه)، أو الحفاظ على المياه أثناء فترات الجفاف. وفي المقابل، فإن التقنية الجديدة تحافظ على هذه الوظائف الأساسية سليمة، كما يقول إيان ويلدون الأستاذ المساعد في الهندسة الكيميائية والبيئية في جامعة كاليفورنيا ريفرسايد.
We developed a new CID module that can be reprogrammed to bind diverse ligands. It works very well in plants, and we used it to make plant-based biosensors. W/ @LabWheeldon, T. Whitehead, @NusinowLab, @bvolkie, @BeltranJBio, https://t.co/5LaJx33wWN
— Sean Cutler (@cutlersr) October 23, 2023
برمجة مستقبلات للتعرف على المبيداتخلال هذه الدراسة قام الباحثون بإدخال تحويرات على أحد العمليات البيولوجية التي تحدث داخل نبات الشمندر وتتضمن حمض الأبسيسيك (ABA)، وهو هرمون نباتي يكيف سلوك النبات مع السيناريوهات المجهدة مثل الجفاف. وفي مثل هذه الظروف، تقوم النباتات بإنتاج الحمض الذي يرتبط بعد ذلك ببروتينات مستقبلات محددة، مما يؤدي إلى بدء استجابة البقاء على قيد الحياة لدى النبات، مثل إغلاق ثغورها لمنع فقدان الماء، على سبيل المثال.
Genetically engineering plants to change colors when they encounter a contaminant could help scientists better understand their needs—and the environment. @cutlersr @LabWheeldon
By @cogcelia @WIREDScience
These Plants Can Sound the Alarm in a Toxic World https://t.co/EUNDMSyOhM
— Twist Bioscience (@TwistBioscience) November 16, 2023
اكتشف العلماء أن هذه المستقبلات المرتبطة بحمض الأبسيسيك يمكن إعادة برمجتها للتعرف على مواد كيميائية مثل الأزينفوس إيثيل، وهو مبيد حشري معروف بسمّيته تم حظره سابقا في العديد من الدول، ويَنتج عن تفاعل النبات مع هذا المبيد إشارة بصرية تتمثل في تغيير لون أوراقه الخضراء إلى اللون الأحمر.
يقول شون كاتلر أستاذ بيولوجيا الخلايا النباتية في جامعة كاليفورنيا والمشارك في الدراسة التي نشرت مؤخرا في دورية "نيتشر كيميكل بيولوجي" العلمية: "تخيل أن حقلاً من النباتات يتحول فجأة إلى اللون الأحمر، مما يشير إلى وجود مادة ضارة. إن الآثار المترتبة على المراقبة البيئية في الوقت الحقيقي عميقة".
قفزة علمية لا تخلو من مخاطريطمح معدو الدراسة الجديدة إلى الذهاب إلى ما هو أبعد من اكتشاف المبيدات الحشرية، فيأملون في إنشاء أجهزة استشعار حية قادرة على اكتشاف مجموعة واسعة من المواد مثل بقايا الأدوية التي وجدت طريقها نحو مصادر المياه المستخدمة في الشرب والري.
ورغم أن هذا الإنجاز العلمي يمثل قفزة نحو معالجة هذه القضايا بشكل فعال، فإنها لا تزال في مهدها ولا تخلو من تحديات، بحسب تقرير نشر على موقع "إيرث دوت كوم". فعلى سبيل المثال، لم تبلغ هندسة نباتات تطورا يُمكٌنها من الكشف عن مواد متعددة في وقت واحد.
يُذكر أن هذا الابتكار النباتي لن يظهر في التطبيقات التجارية في وقت قريب، وذلك نظرا لما تتطلبه الموافقة على مثل هذه الكائنات المعدلة وراثيا من عملية طويلة ومعقدة لضمان أنها آمنة للنظم البيئية الأكبر، ويتضمن ذلك فهم استجابات النباتات في ظل ظروف مختلفة، والتأكد من إمكانية نشرها بفعالية في بيئات متنوعة.
المصدر: الجزيرة
إقرأ أيضاً:
ري النباتات وممارسة الرياضة والمشي.. مجدي يعقوب يكشف تفاصيل حياته اليومية
أكد الجراح العالمي الدكتور مجدي يعقوب، أن أسعد لحظات حياته هو الوقت الذي يخصصه يوميا لري النباتات، مضيفا أن هذا المشهد ينتج الأكسجين مما يمنحه شعورًا بالراحة والاسترخاء.
وتحدث يعقوب، خلال حلوله ضيفًا في برنامج بودكاست «بداية جديدة»، الذي يعرض عبر شاشة الحياة، عن مسيرته الطبية العظيمة، وحياته الشخصية وعلاقته بأبنائه الثلاثة.
وخلال اللقاء، كشف الجراح العالمي، عن نمط حياته الصحي للحفاظ علي الصحة العامة والحصول علي التوازن الصحي، مشددا على أهمية ممارسة الرياضة والمشي يوميًا.
وتابع: التعب قد يؤثر على العمل، لذلك يسعى دائمًا لتحقيق التوازن للحفاظ على طاقته وكفاءته في الجراحة، مردفا: أحاول دائمًا أن أوفق بين حياتي الشخصية والعمل، لأن التعب قد يؤثر على عملي، ولذلك أحافظ على صحتي من خلال ممارسة الرياضة والمشي يوميًا.
ولفت إلى دور المركز في علاج مرضى القلب والأوعية الدموية مجانًا، وكذلك دوره في تطوير البحث العلمي والتقنيات الحديثة في جراحة القلب، كما سلط الضوء على أهمية محور الرعاية الصحية بمبادرة "بداية جديدة لبناء الإنسان.
وأشار إلى حلمه بإنشاء مستشفى جديد لعلاج مرضى القلب في القاهرة، وذلك لتخفيف معاناة السفر على الأطفال المقيمين في المحافظات القريبة من العاصمة، موضحا أن الطاقة الاستيعابية لمستشفى القلب الجديد بالقاهرة أكبر 5 مرات من مركز أسوان للقلب، مما يتيح تقديم العلاج بشكل أسرع للمرضى، والقضاء على قوائم الانتظار، كما أشار إلى التصميم المعماري لمستشفى القلب الجديد بالقاهرة، والذي وضعه أحد المهندسين المعماريين العالميين، بطريقة متميزة.
وذكر الدكتور مجدي يعقوب، أنه يجري ما بين أربع إلى خمس عمليات جراحية يوميًا، وهو ما يتطلب جهدًا ومسؤولية هائلة، خاصة أن حياة الأطفال بالنسبة له مسؤولية يتحملها بجانب ثقة الأهل والأسر التي يمنحونه إياها، وقد بلغ إجمالي عدد عمليات القلب المفتوح التي أجراها نحو 25 ألف عملية، وتختلف مدة الجراحة حسب تعقيد الحالة، وقد تتراوح بين ثلاث ساعات وحتى يومين، مشيرًا إلى أهمية استثمار كل لحظة، حيث أن أي تأخير قد يؤدي إلى تدهور حالة المريض.
وزير الخارجية يؤكد الدعم الكامل للمبادرات الإنسانية والطبية للدكتور مجدي يعقوب
استشاري يكشف تطورات زراعة صمام مجدي يعقوب في الإنسان «فيديو»
افتتاح مركز مجدي يعقوب لأمراض وأبحاث القلب بالقاهرة أغسطس المقبل
البريد الأردني يعلن عن توزيع ١٢٠جائزة نقدية بمناسبة شهر رمضان المبارك على منتفعي المعونة الوطنية / أسماء