317 مليون مجموعة جينية.. "كاوست" تصدر أكبر فهرس للحمض النووي للمحيطات
تاريخ النشر: 17th, January 2024 GMT
أجرى علماء من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) بالشراكة مع علماء من إسبانيا دراسة علمية لتطوير أكبر قاعدة بيانات شمولاً في العالم لفهم توزيع الميكروبات ووظيفتها في المحيطات.
واستخدم العلماء منصة التحليل الميتاجينومي (KMAP) التي طورتها كاوست عام 2021، لتحليل كميات هائلة من بيانات التسلسل الجينومي لإصدار قائمة عالمية تعد أكبر فهرس مفتوح المصدر للميكروبات البحرية في العالم يُدرج فئة الميكروبات ووظيفة الجينات والموقع الجغرافي ونوع الموائل، بما في ذلك 317 مليون مجموعة جينية فريدة.
أخبار متعلقة مكة.. تفاصيل نزع ملكية العقارات المتعارضة مع الطريق الدائري الثالثالسعودية في دافوس.. تفاصيل مشاركة وزير الخارجية في جلستين بالمنتدىللتفاصيل | https://t.co/03GzEm0T3t#اليوم@KAUST_NewsAR pic.twitter.com/XO9C0Q2mzL— صحيفة اليوم (@alyaum) January 14, 2024دراسة تطور الحياةتُمثل ميكروبات المحيط أقدم أشكال الحياة على الأرض، وقد طورت قدرتها على التفاعلات الأيضية للمركبات التي تؤثر في دورات العناصر مثل النيتروجين والكبريت والكربون، والتي تتحكم في إنتاجية المحيطات، وتؤثر في استقرار المناخ. ولأن بدايتها كانت في قاع البحر الأمر الذي جعل دراستها مفيدة جدًا ليس فقط في مجال دراسة تطور الحياة، ولكن أيضًا للتقنية الحيوية.
على سبيل المثال، اُسْتُخْدِمَت الإنزيمات المستمدة من البكتيريا التي تعيش حول الفوهات الحرارية المائية لدعم اختبار تفاعل إنزيم البوليميراز المتسلسل، وهو نفس الاختبار المستخدم للكشف عن فيروس كورونا (كوفيد-19).نظمت جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية " #كاوست "، فعالية مزدوجة تشمل ندوة دولية حول البوليمرات العضوية المسامية، وورشة عمل "المرأة في العلوم والهندسة"، شارك فيها متحدثون متميزون من مختلف أنحاء العالم.#اليوم @KAUST_News
للتفاصيل..https://t.co/AItZkJPaI6 pic.twitter.com/nIu9t6oar7— صحيفة اليوم (@alyaum) January 14, 2024
ومن ناحية أخرى، فإن استخدام الموارد الجينية البحرية في العمليات الصناعية يدر ما يقدر بنحو 6 مليارات دولار سنويًا، وهو رقم يتضاعف كل ستة أعوام مع اكتشاف المزيد من الجينات في ميكروبات المحيط.النظم البيئيةقال البروفيسور كارلوس دوارتي، أستاذ "ابن سينا" المتميز في كاوست، الذي قاد المشروع: "يمكن للعلماء الوصول إلى الفهرس عن بعد لدراسة كيفية عمل النظم البيئية المختلفة للمحيطات، وتتبع تأثير التلوث والاحتباس الحراري، ودراسة تطبيقات التقنية الحيوية مثل المضادات الحيوية الجديدة أو طرق جديدة لتكسير المواد البلاستيكية، من المرجح أن يلعب تسارع الذكاء الاصطناعي الذي نشهده حاليًا دورًا رئيسيًا في تحديد الجينات ذات الأهمية للتقنية الحيوية الموجودة في الفهرس الضخم الذي نصدره".
يكشف الفهرس عن اختلافات كبيرة في النشاط الميكروبي في المحيطات المفتوحة وقاع المحيطات، فضلاً عن اكتشاف عدد مذهل من الفطريات التي تساهم في التنوع الجيني للمحيطات متوسطة العمق (أعماق 200 متر إلى 1000 متر).#كاوست لـ #اليوم: الاستراتيجية الجديدة سترسخ مكانة الجامعة الأكاديمية والبحثية عالمياً
#جامعة_الملك_عبدالله_للعلوم_والتقنية #استراتيجيه_كاوست@KAUST_News @KAUST_NewsAR
التفاصيل: https://t.co/70w0vqSgIj pic.twitter.com/rnvpxQwHw6— صحيفة اليوم (@alyaum) August 24, 2023كما يوفر ثروة غير عادية من المعلومات عن الميكروبات التي تعيش في قاع المحيطات، مقارنة بالميكروبات السطحية التي تعيش في المحيطات المفتوحة، وكلا النوعين من الميكروبات مدرجان بشكل شامل في الفهرس.بيانات المحيطاتيُذكر أن تحسن القدرة على جمع وتحليل مثل الثروة الجديدة من بيانات المحيطات كان سببه التطورات الرئيسية في تقنيتي تسلسل الحمض النووي والقوة الحاسوبية اللتين مكنتا العلماء من عمل تسلسل لـ 2102 عينة من المحيط مأخوذة من أعماق البحار ومواقع مختلفة حول العالم، وباستخدام شاهين 2، الحاسوب العملاق السابق لكاوست، تمكنوا من تحليل التسلسلات الجينومية لهذه العينات وتحديد أكثر من 317 مليون مجموعة جينية.
وبالنظر إلى ديناميكية المحيطات وطبيعة الحياة فيها، يوفر الفهرس قاعدة بيانات لا تقدر بثمن لمعرفة تكيّف النظم البيئية البحرية مع عوامل التغيير البيئية سواءً الطبيعية منها أو الناتجة عن التدخلات البشرية.
وقالت إليسا لياولو طالبة الدكتوراه في كاوست والمؤلفة المشاركة للدراسة: "يسلط تحليلنا الضوء على الحاجة إلى مواصلة أخذ عينات من المحيطات، مع التركيز على المناطق التي لم تتم دراستها بالقدر الكافي، مثل أعماق البحار وقاع المحيط".
وأضاف دوارتي: "يوثق (فهرس جينات المحيط 1.0) 317 مليون مجموعة جينية تمثل فقط أول الغيث من مكتبة القدرات الوظيفية الضخمة التي تراكمت على مدى التاريخ التطوري الطويل للحياة في المحيط. ومن المرجح أن تساهم المشاريع التي تركز على أخذ العينات والتسلسل الجينومي الواسع للموائل التي لم تتم دراستها في المحيط، بما في ذلك الكائنات الحية مثل المرجان والأعشاب البحرية، غير المدرجة في الدراسة، والتي من المعروف أنها تستضيف أعدادًا كبيرة من الأنواع الميكروبية، أن تكشف عن عدد أكبر من الجينات من تلك المدرجة في فهرس الجينات الأولي هذا".
وتعزز الدراسة، التي نُشرت في المجلة العلمية (Frontiers in Science)، مكانة كاوست كمؤسسة رائدة في مجال علوم البحار وعلم الأحياء البحرية.
المصدر: صحيفة اليوم
كلمات دلالية: اليوم الدمام كاوست أخبار السعودية المحيطات جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية البكتيريا
إقرأ أيضاً:
علماء كاوست يقودون أول بعثة علمية سعودية إلى القارة القطبية الجنوبية
جدة
قاد علماء جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية “كاوست” أول بعثة علمية سعودية إلى القارة القطبية الجنوبية منذ انضمام المملكة إلى معاهدة القطب الجنوبي في مايو 2024؛ التي امتدت من 11- 27 فبراير الماضي، حيث جمع الفريق البحثي عينات من القارة لدراسة كيفية مساهمة تعافي أعداد الحيتان في الحد من تغير المناخ من خلال تعزيز عملية احتجاز الكربون، والتي تؤدي الحيتان دورًا محوريًا في النظام البيئي البحري.
وتسهم حركة الحيتان عبر البحار، سواءً في المسافات أو في الأعماق في إعادة توزيع العناصر الغذائية الأساسية التي تغذي العوالق النباتية، التي بدورها تؤدي دورًا رئيسيًا في احتجاز الكربون، حيث تظل حتى بعد وفاتها جزءًا من دورة الكربون فتسقط أجسادها الضخمة إلى قاع المحيط، ما يؤدي إلى عزل كميات كبيرة من الكربون بعيدًا عن الغلاف الجوي لمئات أو حتى آلاف السنين، فقد قدر بعض الاقتصاديين، استنادًا إلى هذه العوامل وغيرها أن القيمة الاقتصادية للحيتان تتجاوز تريليون دولار فقط من حيث تأثيرها في إزالة الكربون.
وجمعت بعثة “كاوست” العلمية عينات من المحيط لتحليل التأثير الكمي للحيتان على احتجاز الكربون؛ مما سيساعد على تقييم الفوائد الاقتصادية للسياسات المتعلقة بصيد الحيتان والحفاظ عليها، إضافة إلى الأنشطة الأخرى التي تؤثر في الحياة البحرية, وتُعد القارة القطبية الجنوبية موقعًا مثاليًا لدراسة أعداد الحيتان، حيث تعرضت هذه الكائنات لصيد مكثف خلال القرن العشرين، مما أدى إلى تراجع أعدادها بشكل حاد.
ويرى الفريق الحثي أنه نظرًا لتراجع أعداد الحيتان في القارة القطبية الجنوبية إلى 10% من مستوياتها التاريخية بسبب الصيد الجائر، يتوقع أن تسمح لهم العينات التي ستحمل نظائر وكيمياء وحمض نووي غني بالمعلومات بإعادة بناء ديناميكيات أعداد الحيتان التاريخية على مدى الـ 400 عام الماضية، وسيساعد هذا البحث في الربط بين تراجع أعداد الحيتان وتعافيها، وتأثير ذلك على احتجاز الكربون، وكثافة الكريليات “المفصليات البحرية”، وإنتاجية المحيط خلال هذه الفترة، معتمدًا الفريق على صور الأقمار الاصطناعية، والنمذجة الحاسوبية، والدراسات الميدانية لفهم دور المحيطات في تنظيم مستويات الكربون.
يذكر أن جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية تعد المؤسسة الوحيدة من منطقة الشرق الأوسط وآسيا المشاركة في هذا المشروع العلمي الرائد، كما أصبحت المملكة في مايو 2024 الدولة رقم 57 التي تنضم إلى معاهدة القطب الجنوبي، وأُبرمت لأول مرة عام 1959 بمشاركة 12 دولة، كما تشترط المعاهدة على الدول الأعضاء تنفيذ أبحاث علمية كبيرة في هذه القارة الفريدة من نوعها، وتعدّ أبرد صحراء في العالم.
فريدة سيف النصر: الست لو عدت الـ 60 سنة من حقها تقلع الحجاب شرعًا