إنتاج «محتمل» لمضادات حيوية من بكتيريا العصر الحجري

علماء نجحوا في بناء الجينوم البكتيري المغلف داخل جير أسنان الإنسان البدائي (الفريق البحثي)
علماء نجحوا في بناء الجينوم البكتيري المغلف داخل جير أسنان الإنسان البدائي (الفريق البحثي)
TT

إنتاج «محتمل» لمضادات حيوية من بكتيريا العصر الحجري

علماء نجحوا في بناء الجينوم البكتيري المغلف داخل جير أسنان الإنسان البدائي (الفريق البحثي)
علماء نجحوا في بناء الجينوم البكتيري المغلف داخل جير أسنان الإنسان البدائي (الفريق البحثي)

قطع فريق بحثي دولي خطوة كبيرة نحو إنتاج مضادات حيوية جديدة من بكتيريا تنتمي إلى العصر الحجري.

وخلال الدراسة المنشورة في دورية «ساينس»، كشف الفريق البحثي متعدد التخصصات بقيادة معهد «لايبنيز لأبحاث المنتجات الطبيعية وبيولوجيا العدوى»، ومعهد «ماكس بلانك للأنثروبولوجيا التطورية» بألمانيا، وجامعة «هارفارد» الأميركية، عن كيف قاموا بإعادة بناء جينوم بكتيريا غير معروفة سابقاً تعود إلى العصر الحجري، ثم استخدموا أدوات التكنولوجيا الحيوية الجزيئية الصناعية للسماح للبكتيريا الحية بإنتاج المواد الكيميائية المشفرة بواسطة الجينات القديمة، والتي يمكن أن تكون مفيدة في إنتاج المضادات الحيوية.

وتقتصر الدراسة العلمية للمنتجات الطبيعية الميكروبية إلى حد كبير على البكتيريا الحية، ولكن نظراً لأن أسلافها قد سكنت الأرض لأكثر من 3 مليارات سنة، فهناك تنوع هائل من المنتجات الطبيعية السابقة ذات الإمكانات العلاجية التي لا تزال غير معروفة لنا حتى الآن، غير أن الفريق البحثي الدولي، أعلن عن نجاحه في التوصل إلى طريقة للوصول إلى هذه المنتجات الطبيعية.

ولجأ الفريق البحثي إلى جير الأسنان الذي يحافظ على الحمض النووي للبكتيريا التي استعمرت الفم على مدى آلاف السنين، مما يوفر معلومات غير مسبوقة حول التنوع البيولوجي والقدرات الوظيفية للميكروبات القديمة التي استعمرت الفم.

وركز الفريق على إعادة بناء الجينوم البكتيري المغلف داخل جير الأسنان، من 12 إنساناً بدائياً (إنسان نياندرتال) يرجع تاريخهم إلى نحو 102 إلى 40 ألف سنة مضت، و 34 إنساناً أثرياً يرجع تاريخهم إلى نحو 30 ألف إلى 150 ألف عام، و 18 إنساناً حالياً.

وأعاد الباحثون بناء جينوم الكثير من الأنواع البكتيرية الفموية، بالإضافة إلى أنواع أخرى أكثر غرابة لم يتم وصف جينوماتها من قبل، وكان من بين هؤلاء عضو غير معروف من الكلوروبيوم (البكتيريا الكبريتية الخضراء)، والذي تم العثور عليه في جير الأسنان لسبعة من البشر ينتمون للعصر الحجري القديم وإنسان نياندرتال.

وكانت الخطوة التالية هي استخدام أدوات التكنولوجيا الحيوية الجزيئية الصناعية للسماح للبكتيريا الحية بإنتاج المواد الكيميائية المشفرة بواسطة الجينات القديمة.

ويقول عنان إبراهيم، من معهد «لايبنيز لأبحاث المنتجات الطبيعية وبيولوجيا العدوى» والباحث المشارك بالدراسة، في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للمعهد، بالتزامن مع نشر الدراسة: «هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها تطبيق هذا النهج بنجاح على البكتيريا القديمة، وأدى إلى اكتشاف عائلة جديدة من المنتجات الميكروبية الطبيعية التي أطلقنا عليها اسم (باليوفيورانس)، وبالنظر إلى المستقبل، نأمل في استخدام هذه التقنية لإيجاد مضادات حيوية جديدة».


مقالات ذات صلة

مدارس لبنانية تفتح أبوابها للتلاميذ لتلقي العلم وسط النازحين

العالم العربي المدارس الحكومية في عمشيت تستأنف مهمتها التعليمية (رويترز)

مدارس لبنانية تفتح أبوابها للتلاميذ لتلقي العلم وسط النازحين

في بلدة عمشيت الساحلية الهادئة التي تبعد 45 دقيقة بالسيارة شمالي بيروت، استأنفت المدارس الحكومية أخيراً مهمتها التعليمية وسط عشرات الآلاف من النازحين.

«الشرق الأوسط» (بيروت)
صحتك مكملات فيتامين «د» تساعد على خفض ضغط الدم (رويترز)

فيتامين «د» يخفض ضغط الدم لدى المسنين

أظهرت دراسة دولية أن تناول مكملات فيتامين «د» قد يساعد في خفض ضغط الدم لدى كبار السن المصابين بالسمنة.

«الشرق الأوسط» (القاهرة)
صحتك المكسرات أطعمة غنية بالطاقة وبالعناصر الغذائية والمركبات المضادة للالتهابات ومضادات الأكسدة (أرشيفية - رويترز)

دراسة: المكسرات تقلل من خطر الإصابة بالخرف

وجدت دراسة أجريت على أكثر من 50 ألف مشارك في المملكة المتحدة أن الأشخاص الذين يتناولون حفنة من المكسرات كل يوم قد يخفضون من خطر الإصابة بالخرف.

«الشرق الأوسط» (لندن)
صحتك توصيات بممارسة الرياضة بانتظام للحفاظ على وزن صحي (رويترز)

السمنة تزيد وفيات مرضى القلب في أميركا بنسبة 180 %

أظهرت دراسة أميركية أن وفيات أمراض القلب المرتبطة بالسمنة في الولايات المتحدة زادت بنسبة 180 % بين عامي 1999 و2020.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
صحتك سيدة تخضع لفحص قياس ضغط الدم باستخدام جهاز القياس التقليدي (جمعية القلب الأميركية)

أداة ذكية لفحص ضغط الدم والسكري دون تلامس

طوّر باحثون في اليابان أداة تعتمد على الذكاء الاصطناعي وتقنية تصوير الفيديو لفحص ضغط الدم ومرض السكري بسرعة ودون تلامس.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )

جدل علمي حول عدد القارات

جدل علمي حول عدد القارات
TT

جدل علمي حول عدد القارات

جدل علمي حول عدد القارات

يمكن لأي شخص لديه خريطة، أن يرى أن قارتي آسيا وأوروبا متصلتان. ولهذا السبب غالباً ما يطلق عليهما اسم «أوراسيا». والتقسيم بين القارتين تعسفي إلى حدٍ كبير، فهو تحديداً تقسيم ثقافي، أكثر منه «علمياً». لذا، هل من العدل أن نقول إن هناك في الواقع ست قارات فقط؟

وماذا عن أميركا الشمالية وآسيا؟ إنهما متصلتان بجرف بحر بيرنغ، الذي كان أرضاً جافة عبرها البشر ذات يوم ولم تغمرها الفيضانات إلا في الماضي الجيولوجي القريب. ومن الناحية الفنية، هذا يجعل آسيا وأميركا الشمالية وأوروبا قارة واحدة. هل يعني هذا أن هناك خمس قارات فقط؟

تقسيم القارات

يزعم خبراء آخرون أن خمس وست وسبع قارات خاطئة، ويجادلون لصالح ثماني قارات. حتى أن هناك من يذهب إلى حد القول إن هناك قارتين فقط... وهناك وهم بالاتفاق العام حول عدد القارات.

إن هذا الخلاف ينشأ جزئياً لأن هناك نوعين من القارات: القارات التي تعترف بها الثقافات في مختلف أنحاء العالم، والقارات التي يعترف بها الجيولوجيون.

يمكن للثقافات أن تحدد القارة بأي طريقة تريدها، في حين يتعين على الجيولوجيين استخدام تعريف. وقد جعلت الأبحاث الجيولوجية في السنوات الأخيرة تحديد حدود القارات أقل بساطة مما كان يبدو ذات يوم، حيث يجد الباحثون أدلة على وجود «مواد قارية» غير متوقعة.

يقول فالنتين رايم، الجيولوجي بجامعة فريبورغ في سويسرا: «هذا يثير الكثير من الاهتمام لأن هناك آثاراً مهمة على فهمنا لآليات انفصال القارات وتكوين المحيطات وتكتونيات الصفائح». ويضيف: «ولكن بعد الإثارة يأتي الفحص الدقيق والمناقشة للتأكد من أن الأدلة قوية».

صفات القارة

من الناحية الجيولوجية، لكي تكون قارة، يجب أن تحتوي قطعة من كوكب الأرض على أربعة متطلبات:

- ارتفاع كبير بالنسبة لقاع المحيط.

- مجموعة واسعة من الصخور النارية والمتحولة والرسوبية الغنية بالسيليكا.

- قشرة أكثر سمكاً من القشرة المحيطية المحيطة.

- حدود واضحة المعالم حول منطقة كبيرة بما يكفي.

توجد المتطلبات الثلاثة الأولى في كل كتاب مدرسي للجيولوجيا تقريباً. ولكن الأمر لا ينطبق على المتطلب الرابع. فما هو «كبير بما يكفي»، أو إلى أي مدى «محدد جيداً» يجب أن تكون حدود القارة المحتملة، هي أمور لا تتم مناقشتها كثيراً.

ويقول نيك مورتيمر، الجيولوجي في معهد أبحاث العلوم GNS الحكومي في نيوزيلندا: «أي شيء كبير بما يكفي لتغيير خريطة العالم مهم. إن تسمية وتحديد جزء من الأرض كقارة، حتى لو كان صغيراً ورقيقاً ومغموراً، أكثر إفادة من مجرد ترك الخريطة فارغة».

ترقيم القارات

وهذا يخلق مشاكل لترقيم القارات. ولنتأمل هنا آيسلندا، التي تقع فوق صدع يمتد حول الأرض، وهو الفرع الأطلسي من سلسلة التلال المحيطية الوسطى. فالنشاط البركاني هناك يفصل ببطء بين الصفائح التكتونية التي ترتكز عليها أميركا الشمالية وأوروبا. ويقع معظم هذا التلال عميقاً تحت المحيط. ولكن في آيسلندا، فإنه يقع فوق مستوى سطح البحر.

وهناك لغز آخر يتلخص في أن البراكين هناك كثيراً ما تنفث الحمم البركانية المكونة من القشرة القارية المنصهرة، رغم أن آيسلندا تبعد آلاف الأميال عن أي قارة. ولذلك يشتبه بعض الجيولوجيين في أن آيسلندا ليست جزيرة منعزلة في البحر، بل إنها في واقع الأمر جزء من قارة (وإن كان تحديد تلك القارة قد يصبح معقداً أيضاً).

وتجد هذه الفكرة دعماً لها قبالة الساحل الشرقي لأفريقيا، حيث تفصل سلسلة تلال وسط المحيط في البحر الأحمر أفريقيا عن آسيا. ويحدث هذا الانفصال بمعدل نمو الأظافر. وعلى طول معظم هذه التلال، يكون الانفصال واضحاً ومباشراً. ولكن الانفصال يكون أكثر فوضوية حيث يلتقي البحر الأحمر بخليج عدن. في مكان وجود نقطة واضحة للترقق، حيث تتشكل قشرة المحيط، تتفتت القشرة القارية بين أفريقيا وآسيا إلى مئات القطع. وفي هذا الموقع، لا توجد نقطة واضحة... أين تنتهي أفريقيا وتبدأ آسيا.

وتقول جيليان فولغر، عالمة الجيولوجيا بجامعة درهام في إنجلترا: «إن الأمر أشبه بقطعة حلوى قوية وسميكة للغاية تتمدد، ولكنها لا تنكسر».

وكان رايم وزملاؤه نشروا أخيراً دراسة في مجلة الجيولوجيا تُظهر أن آيسلندا أيضاً لديها قطع حلوى ممتدة بشدة تحت البحار المحيطة بها. بدلاً من الانفصال الواضح بين أميركا الشمالية وأوروبا، يبدو أن هناك مزيجاً معقداً من المواد المنصهرة وشظايا القشرة القارية متناثرة في مسار بين كتلتي اليابسة يمر عبر آيسلندا. تماماً مثل النقطة التي يلتقي فيها البحر الأحمر وخليج عدن، لا توجد نقطة واضحة حيث تنتهي أميركا الشمالية وتبدأ أوروبا.

قارة «زيلانديا»

ثم هناك نيوزيلندا، التي تثير المشاكل حقاً لأطفالنا. فرغم أن نيوزيلندا وأستراليا غالباً ما يتم تجميعهما معاً، فإنهما ليسا في القارة نفسها. وبينما يُنظَر إلى أستراليا على نطاق واسع باعتبارها قارة قائمة بذاتها، فإن فكرة أن نيوزيلندا جزء من قارتها الخاصة، «زيلانديا»، هي حجة أحدث.

تمتد الأرفف المغمورة التي ترتفع عالياً فوق قاع المحيط لأميال أبعد من الدولة - الجزيرة الصغيرة. وعلى طول حواف تلك الأرفف، توجد مياه عميقة وقشرة محيطية أرق من القشرة الموجودة أسفل الأرفف. وتُظهِر عينات الحفر وعينات التجريف في قاع البحر والصخور التي تم جمعها من المنطقة أن الكتلة العملاقة التي تقع عليها نيوزيلندا تتكون من صخور نارية ومتحولة ورسوبية غنية بالسيليكا، تماماً كما هي الحال مع جميع القارات الأخرى.

وبينما يعتقد القليلون أن زيلانديا قارة من الناحية الثقافية، «فإنها تُعَد قارة جيولوجية بشكل متزايد»، كما يقول مورتيمر. ولكن الجميع غير متفقين، ويشيرون إلى المعيار الرابع المزعج الذي يتم تجاهله في معظم الكتب المدرسية.

يبلغ سمك القشرة التي تشكل زيلانديا ما بين 10 كيلومترات و30 كيلومتراً، مما يجعلها أكثر سمكاً من 7 كيلومترات من معظم قشرة المحيط. ولكن سمكها ليس مثل سمك قشرة القارات الأخرى، الذي يتراوح عادة بين 30 و46 كيلومتراً. وهذا يجعل الحدود بين زيلانديا والمحيط أقل وضوحاً وأكثر صعوبة في التمييز. كما يخلق الحجم مشاكل أيضاً، إذ تبلغ مساحة زيلانديا المعروضة 4.9 مليون كيلومتر مربع، وهي أصغر كثيراً من أستراليا، التي تبلغ مساحتها 7.7 مليون كيلومتر مربع فقط.

ثم هناك حقيقة مفادها أن زيلانديا مغمورة في الغالب. والوجود فوق الماء ليس جزءاً من التعريف الجيولوجي للقارة، ولكن يبدو أن هذا مهم ثقافياً، لأن الناس معتادون على التفكير في القارات على أنها أرض جافة.

جدل جيولوجي

لا يزال الجيولوجيون يتجادلون حول ما تعنيه هذه الاكتشافات حول القشرة القارية والمحيطية لعدد القارات. وما هو مؤكد أن البحث يكشف عن وجود أكثر من طريقة لانفصال قارتين، وأن الانقسام ليس دائماً «نقيّاً»

أو حتى كاملاً.

ويقول رايم: «هناك في الأساس قارتان رئيسيتان فقط. القارة القطبية الجنوبية وكل شيء آخر عداها... لأن أميركا الجنوبية متصلة بأميركا الشمالية عبر بنما، وأميركا الشمالية متصلة بآسيا عبر مضيق بيرينغ، وآسيا متصلة بأوروبا وأفريقيا وأستراليا عبر جبال الأورال وسيناء وإندونيسيا على التوالي».

ولا يتفق مورتيمر مع هذا الرأي. ويقول: «إن زيلانديا منفصلة عن أستراليا بحوض محيطي يبلغ عرضه 25 كيلومتراً وعمقه 3600 متر... وبناءً على منطق رايم، فإن هذا يعني أن هناك في الواقع ثلاث قارات».

لكنه أقر ببعض عدم اليقين، مضيفاً: «ما لم يتم العثور على الغور العميق الذي يكون قشرة قارية عميقة جداً، مثل حالة آيسلندا... فإن زيلانديا ستكون في هذه الحالة جزءاً من أستراليا». أما آيسلندا فهناك أيضاً احتمال أن تكون جالسة فوق جزء كبير من قشرتها العائمة الحرة، ولذا ربما تكون القارة رقم 9.

* خدمة «نيويورك تايمز».