«جيمس ويب» يكتشف جزيئات بعيدة في الكون!

«جيمس ويب» يكتشف جزيئات بعيدة في الكون!
TT

«جيمس ويب» يكتشف جزيئات بعيدة في الكون!

«جيمس ويب» يكتشف جزيئات بعيدة في الكون!

اكتشف فريق دولي من علماء الفلك جزيئات عضوية معقدة في أبعد مجرة حتى الآن باستخدام تلسكوب «جيمس ويب» الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأميركية (ناسا).

ويوضح اكتشاف الجزيئات، المألوفة على الأرض من الدخان والسخام والضباب الدخاني، قوة تلسكوب ويب للمساعدة في فهم الكيمياء المعقدة التي تسير جنبًا إلى جنب مع ولادة النجوم الجديدة حتى في الفترات الأولى من الكون.

وفي السياق، عثر عالم الفلك جاستن سبيلكر بجامعة تكساس إيه آند إم ومعاونوه على جزيئات عضوية في مجرة تبعد أكثر من 12 مليار سنة ضوئية، وذلك وفق ما نشر موقع «eurekalert» العلمي.

وتم اكتشاف المجرة لأول مرة بواسطة تلسكوب القطب الجنوبي التابع لمؤسسة العلوم الوطنية عام 2013؛ ومنذ ذلك الحين تمت دراستها من قبل العديد من المراصد، بما في ذلك التلسكوب الراديوي ALMA وتلسكوب هابل الفضائي.

ويشير سبيلكر إلى أن الاكتشاف، الذي نُشر هذا الأسبوع بمجلة «Nature»،كان ممكنًا من خلال القوى المشتركة لويب مع القليل من المساعدة من ظاهرة تسمى «عدسة الجاذبية»؛ التي تنبأت بها في الأصل نظرية النسبية لألبرت آينشتاين ، وتحدث عندما تكون مجرتان متوازيتان تمامًا تقريبًا من وجهة نظرنا على الأرض. فيتم شد الضوء من المجرة الخلفية وتضخيمها بواسطة المجرة الأمامية إلى شكل يشبه الحلقة، يُعرف باسم حلقة آينشتاين.

وفي هذا الاطار، يقول سبيلكر الأستاذ المساعد بقسم الفيزياء وعلم الفلك بالجامعة عضو معهد سينثيا وودز ميتشل للفيزياء الأساسية وعلم الفلك «هذا المستوى من التكبير هو في الواقع ما جعلنا مهتمين بالنظر إلى هذه المجرة باستخدام ويب في المقام الأول، لأنه يتيح لنا حقًا رؤية كل التفاصيل الغنية لتكوينات مجرة في بدايات الكون ولم نتمكن من ذلك قبلا».

كما وجدت البيانات المأخوذة من التلسكوب توقيعًا واضحًا للجزيئات العضوية الكبيرة المشابهة للضباب والدخان (وهي كتل بناء من نفس انبعاثات الهيدروكربون المسببة للسرطان على الأرض والتي تعد من المساهمين الرئيسيين في تلوث الغلاف الجوي).

مع ذلك، يبين سبيلكر أن الآثار المترتبة على إشارات دخان المجرة أقل كارثية على نظمها البيئية الكونية. موضحا «هذه الجزيئات الكبيرة شائعة جدًا في الفضاء. وقد اعتاد علماء الفلك على الاعتقاد بأنها كانت علامة جيدة على تشكل نجوم جديدة. ... لكن تظهر النتائج الجديدة لبيانات ويب أن هذه الفكرة قد لا تكون صحيحة تمامًا في بدايات الكون؛ إذ انه بفضل الصور عالية الدقة من التلسكوب، وجدنا الكثير من المناطق التي بها دخان وليس بها تشكل نجوم، وأخرى بها نجوم جديدة تتشكل ولكن لا يوجد دخان».

من جهته، أشار كيدار فادك طالب دراسات عليا بجامعة إلينوي الذي قاد التطوير التقني لملاحظات ويب «ان اكتشافات مثل هذه هي بالضبط ما تم بناء ويب من أجل فهمها وفهم المراحل الأولى من الكون بطرق جديدة ومثيرة؛ إنه لأمر مدهش أن نتمكن من تحديد الجزيئات التي تبعد مليارات السنين الضوئية التي نعرفها هنا على الأرض، حتى لو ظهرت بطرق لا نحبها كالضباب الدخاني».


مقالات ذات صلة

أنفاق وكهوف تحت سطح القمر يترقّب الإنسان استيطانها

يوميات الشرق ألغاز ومفاجآت (رويترز)

أنفاق وكهوف تحت سطح القمر يترقّب الإنسان استيطانها

دلائل ظهرت الآن تؤكد أنّ زوّار سطح القمر قد يتمكّنون يوماً من استكشافه من الداخل، بل يعيشون في باطنه ويعملون أيضاً.

«الشرق الأوسط» (سان فرنسيسكو)
رياضة عالمية جون ماكفال (رويترز)

البطل البارالمبي البريطاني ماكفال… أول رائد فضاء من ذوي الهمم

أعلنت وكالة الفضاء الأوروبية أنّ البطل البارالمبي البريطاني ماكفال الذي اختارته ليصبح أوّل رائد فضاء من ذوي الاحتياجات الخاصة يذهب للفضاء يمكنه البقاء بأمان.

«الشرق الأوسط» (لندن)
الاقتصاد تركز الاتفاقية على التعاون في مجال استكشاف الفضاء الخارجي واستخدامه للأغراض السلمية (وكالة الفضاء السعودية)

اتفاقية سعودية - أميركية للتعاون الاستراتيجي في مجال الفضاء

وقّعت السعودية والولايات المتحدة الأميركية، الثلاثاء، اتفاقية تعاون استراتيجي في مجال استكشاف واستخدام الفضاء الخارجي للأغراض السلمية.

«الشرق الأوسط» (الرياض )
يوميات الشرق ظلت الكهوف القمرية لغزاً لأكثر من 50 عاماً

اكتشاف كهف على سطح القمر يمكن أن يكون مفيداً لرواد الفضاء

أكد العلماء وجود كهف على سطح القمر مكانه ليس بعيداً عن المكان الذي هبط فيه رائدا الفضاء نيل أرمسترونغ وباز ألدرين قبل 55 عاماً، ورجحوا وجود مئات الكهوف.

«الشرق الأوسط» (واشنطن )
يوميات الشرق صورة تُظهر اندماج مجرتين حصل عليها «تليسكوب جيمس ويب» الفضائي (رويترز)

«بطريق يحرس بيضته»... «ناسا» تنشر صوراً لاندماج مجرتين

نشرت إدارة الطيران والفضاء الأميركية (ناسا) أمس (الجمعة) صورتين التقطهما «تليسكوب جيمس ويب» الفضائي لمجرتين، إحداهما أطلق عليها البطريق والأخرى البيضة.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)

سرطان الأمعاء يشغّل ويوقف «مفاتيح جينية» للتهرب من جهاز المناعة

سرطان الأمعاء يشغّل ويوقف «مفاتيح جينية» للتهرب من جهاز المناعة
TT

سرطان الأمعاء يشغّل ويوقف «مفاتيح جينية» للتهرب من جهاز المناعة

سرطان الأمعاء يشغّل ويوقف «مفاتيح جينية» للتهرب من جهاز المناعة

تتعمّق دراسة جديدة في الآليات التي تستغل بها الخلايا السرطانية الطفرات الجينية للتهرب من جهاز المناعة، مع التركيز على الطفرات في جينات إصلاح الحامض النووي (دي إن إيه) التي تعمل بصفتها مفاتيح للتحكم في معدلات الطفرات داخل الخلايا السرطانية. وهذا ما يسهّل نمو الورم والتهرب المناعي؛ إذ يمكن للسرطان إنشاء تلك الطفرات وإصلاحها بشكل متكرر، لتكون بمثابة «مفاتيح جينية» تعمل على كبح نمو الورم أو عدم كبحه اعتماداً على ما هو أكثر فائدة لتطور السرطان.

قانون التوازن التطوري

وكان يُعتقد سابقاً أن عدد الطفرات الجينية في الخلية السرطانية يرجع إلى الصدفة البحتة. لكن الدراسة الجديدة التي نُشرت في مجلة «نتشر جينتكس» (Nature Genetics) في 3 يوليو (تموز) 2024 قدّمت نظرة ثاقبة حول كيفية تعامل السرطان مع عمل «التوازن التطوري»، الذي يعني أن الخلايا السرطانية تستغل آليات إصلاح الحامض النووي المعيبة لتعزيز نمو الورم. ولكنها تعود مرة أخرى إلى وضع الإصلاح لحماية المناطق الجينومية الأساسية والتهرب من جهاز المناعة؛ إذ تتمتع خلايا سرطان الأمعاء بالقدرة على تنظيم نموها باستخدام مفتاح التشغيل والإيقاف الجيني لزيادة فرص بقائها على قيد الحياة إلى أقصى حد. وهي ظاهرة لُوحظت لأول مرة من قبل الباحثين في جامعة «كاليفورنيا» في لوس أنجليس في الولايات المتحدة و«المركز الطبي الجامعي» في أوتريخت بهولندا.

سرطان الأمعاء

السرطان هو مرض وراثي ناجم عن طفرات في الحامض النووي لدى البشر؛ إذ يحدث تلف الحامض النووي طوال الحياة سواء بشكل طبيعي أو بسبب العوامل البيئية.

وللتغلب على ذلك طوّرت الخلايا السليمة استراتيجيات لحماية سلامة الشفرة الوراثية. ولكن إذا تراكمت الطفرات في الجينات الرئيسية المرتبطة بالسرطان يمكن أن تتطور الأورام. ويُعد سرطان الأمعاء رابع أكثر أنواع السرطان شيوعاً في المملكة المتحدة؛ إذ يحدث نحو 43 ألف حالة سنوياً.

وعلى الرغم من أنه لا يزال سرطاناً يصيب كبار السن في الغالب فإن الحالات بين الأشخاص الذين تقل أعمارهم عن 50 عاماً تزايدت في العقود الأخيرة.

«مفاتيح جينية»

تسلّط الدراسة الضوء على الدور الحاسم لجينات إصلاح الحامض النووي خصوصاً جينات «MSH3» و«MSH6» في تعديل معدلات الطفرة. ووُجد أن الطفرات في هذه الجينات ترتبط بحجم كبير من الطفرات في الأورام؛ ما يشير إلى أن هذه المفاتيح الجينية يمكن أن تؤثر بصفة كبيرة على سلوك الورم.

واكتشف الباحثون أن طفرات إصلاح الحامض النووي هذه تعمل بمثابة «مفاتيح جينية». ومن خلال تشغيل آليات الإصلاح وإيقافها يمكن للخلايا السرطانية إدارة معدلات الطفرات الخاصة بها؛ لتعزيز النمو عندما يكون مفيداً، وقمعه لتجنب الكشف المناعي، وهذه الآلية تتيح للأورام تحقيق التوازن بين الطفرة السريعة للتطور والحفاظ على معدل طفرة منخفض بدرجة كافية لتجنب إثارة استجابة مناعية.

التهرب المناعي

وقال الدكتور مارنيكس يانسن، كبير مؤلفي الدراسة من معهد «UCL» للسرطان في جامعة «كوليدج لندن» بالمملكة المتحدة، إن قدرة الخلايا السرطانية على تعديل معدلات الطفرة بشكل مباشر تؤثر في تهربها من جهاز المناعة. ويمكن لمعدلات الطفرات المرتفعة أن تولد مستضدات جديدة تجذب الخلايا المناعية، ولكن من خلال التحكم في هذه المعدلات يمكن للأورام تقليل ظهورها لجهاز المناعة، وبالتالي تجنّب المراقبة المناعية وتدميرها. وهذه الآلية لها آثار كبيرة في العلاج المناعي، نظراً لأن العلاجات المناعية غالباً ما تستهدف الأورام شديدة التحور؛ لذلك فإن فهم كيفية تنظيم الأورام لمعدلات الطفرات الخاصة بها يمكن أن يساعد في التنبؤ بفاعلية هذه العلاجات.

وتشير الدراسة إلى أن استهداف هذه المفاتيح الجينية قد يعزّز فاعلية العلاجات المناعية عن طريق منع الأورام من تقليل معدلات الطفرات الخاصة بها لتجنب الكشف المناعي.

تحليل العينات

هناك نحو 20 بالمائة من حالات سرطان الأمعاء تكون ناجمة عن طفرات في جينات إصلاح الحامض النووي، في حين أن هذه الطفرات تساعد الأورام على النمو من خلال السماح بتغييرات جينية سريعة، فإنها تجعل الورم أكثر قابلية للاكتشاف بوساطة الجهاز المناعي، بسبب اختلافه عن الخلايا الطبيعية. والطفرات في جينات «MSH3» و«MSH6» لها أهمية خاصة ترتبط بالحجم الكبير للطفرات في الأورام. ولأجل التحقق من صحة النتائج التي توصلوا إليها استخدم الباحثون نماذج خلايا معقدة تُعرف باسم «العضيات» organoids التي تمت زراعتها في المختبر من عينات ورم المريض؛ إذ ساعدت هذه النماذج في إثبات التأثير الوظيفي لطفرات إصلاح الحامض النووي على معدلات الطفرة والتهرب المناعي.

الفوضى الجينية

وقال الدكتور حمزة كايهانيان، المؤلف الأول للدراسة من معهد «UCL» للسرطان، إنه كان يُعتقد سابقاً أن درجة الفوضى الجينية في السرطان ترجع فقط إلى تراكم الطفرات بالصدفة على مدى سنوات كثيرة.

لكن الخلايا السرطانية تمكنت من إعادة توظيف هذه المساحات المتكررة في الحامض النووي سراً، مثل مفاتيح تطورية لضبط مدى سرعة تراكم الطفرات في الخلايا السرطانية.

ومن المثير للاهتمام أنه تم العثور على هذه الآلية التطورية سابقاً بصفتها محركاً رئيسياً لمقاومة العلاج المضاد للبكتريا لدى المرضى الذين عُولجوا بالمضادات الحيوية، مثلها مثل الخلايا السرطانية، فقد طوّرت البكتيريا مفاتيح وراثية تزيد من تكرر الطفرات عندما يكون التطور السريع هو المفتاح عند مواجهة المضادات الحيوية.

وبالتالي فإن نتائج الدراسة تؤكد بشكل أكبر أوجه التشابه بين تطور البكتيريا والخلايا السرطانية البشرية، وهو مجال رئيسي لأبحاث السرطان النشطة. وأخيراً، توفر دراسة مفاتيح التشغيل الجينية التي تدعم عملية التهرب المناعي للسرطان رؤى جديدة حول الاستراتيجيات التكيفية للخلايا السرطانية، من خلال الاستفادة من المفاتيح الجينية في جينات إصلاح الحامض النووي؛ إذ يمكن للأورام ضبط معدلات الطفرات الخاصة بها لتحقيق التوازن بين النمو والتهرب المناعي.

وهذا الاكتشاف يفتح آفاقاً جديدة لتعزيز علاج السرطان خصوصاً من خلال تطوير علاجات تستهدف هذه المفاتيح الجينية لتحسين فاعلية العلاج المناعي.