اكتشاف مذهل... وجود عنصر أساسي للحياة على أحد أقمار زحل

عُثر على الفوسفور في محيط تحت السطح الجليدي لإنسيلادوس، أحد أقمار كوكب زحل (رويترز)
عُثر على الفوسفور في محيط تحت السطح الجليدي لإنسيلادوس، أحد أقمار كوكب زحل (رويترز)
TT

اكتشاف مذهل... وجود عنصر أساسي للحياة على أحد أقمار زحل

عُثر على الفوسفور في محيط تحت السطح الجليدي لإنسيلادوس، أحد أقمار كوكب زحل (رويترز)
عُثر على الفوسفور في محيط تحت السطح الجليدي لإنسيلادوس، أحد أقمار كوكب زحل (رويترز)

حصل البحث المستمر منذ زمن بعيد عن حياة خارج كوكب الأرض على جرعة دعم كبيرة، إذ عُثر على الفوسفور، وهو عنصر أساسي للحياة، في محيط تحت السطح الجليدي لإنسيلادوس، أحد أقمار كوكب زحل.

هذا الاكتشاف الذي حصل بناءً على دراسة بيانات جمعها مسبار كاسيني التابع لوكالة الفضاء الأميركية (ناسا)، نُشر الأربعاء عبر مجلة «نيتشر» العلمية المرموقة.

وقد استكشف مسبار كاسيني كوكب زحل وحلقاته وأقماره من عام 2004 حتى تدميره في الغلاف الجوي لكوكب الغاز العملاق في عام 2017.

استكشف مسبار كاسيني كوكب زحل وحلقاته وأقماره من عام 2004 (أ.ف.ب)

وقال كريستوفر غلين من معهد ساوث ويست للأبحاث، وهو أحد المعدين المشاركين في العمل البحثي: «هذا اكتشاف مذهل في مجال علم الأحياء الفلكية».

وأضاف: «وجدنا فوسفوراً وفيراً في عينات أعمدة الجليد المقذوفة من المحيط الجوفي».

وتبصق الفوارات الحارة الموجودة في القطب الجنوبي لإنسيلادوس جزيئات جليدية بالغة الدقة في الفضاء تغذي الحلقة «إي» (E) التابعة لزحل، وهي الأبعد والأرفع في الكوكب العملاق.

وكان العلماء اكتشفوا فيما مضى معادن ومركّبات عضوية في جزيئات الجليد، التي أطلقها إنسيلادوس، ولكن ليس الفوسفور، وهو عنصر أساسي في الحمض النووي والحمض النووي الريبي الموجود أيضاً في عظام وأسنان البشر والحيوانات، وحتى في عوالق المحيط.

في الواقع، لا يمكن للحياة كما نعرفها أن تكون موجودة من دون الفوسفور.

وكانت نماذج جيوكيميائية تحدثت عن إمكان وجود الفوسفور في هذه الجسيمات، وهو توقع نُشر في مقالة علمية سابقة، لكن لم يتم تأكيد ذلك بعد، على ما أوضح كريستوفر غلين.

وأوضح فرانك بوستبرغ، المتخصص في علم الكواكب في «جامعة برلين الحرة»، في تصريحات أوردها بيان وكالة «ناسا»، أن «هذه المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف هذا العنصر الأساسي في محيط غير موجود على كوكب الأرض».

وللتوصل إلى هذا الاكتشاف، حلل معدّو الدراسة بدقة شديدة البيانات التي جُمعت بواسطة أداة «كوسميك داست أنالايزر» (محلل الغبار الكوني) التابعة لمسبار كاسيني. وأكدوا النتائج من خلال إجراء تجارب مخبرية لإثبات أن محيط إنسيلادوس يحتوي على الفوسفور في أشكال مختلفة قابلة للذوبان في الماء.

على مدار الـ25 عاماً الماضية، اكتشف علماء الكواكب أن هناك عوالم كثيرة ذات محيطات موجودة تحت طبقة سطحية من الجليد في نظامنا الشمسي.

وثمّة ما يوجد منها على سبيل المثال على أوروبا، قمر كوكب المشتري؛ وعلى تيتان، أكبر أقمار زحل، وحتى على الكوكب القزم بلوتو.

ويجب أن تكون الكواكب التي لها محيطات سطحية، مثل الأرض، على مسافة كافية من نجمها للحفاظ على درجات حرارة توفر الظروف الملائمة لبقاء الحياة.

ويزيد اكتشاف العوالم ذات المحيطات الجوفية من عدد الكواكب التي يمكن أن تكون صالحة للعيش.

وقال كريستوفر غلين: «بهذا الاكتشاف، أصبح من المعروف الآن أن محيط إنسيلادوس يلبي ما يُعتبر عموماً أول شرط ضروري للحياة».

وأضاف: «الخطوة التالية واضحة، إذ يجب أن نعود إلى إنسيلادوس لنرى ما إذا كان المحيط الصالح للحياة مأهولاً بالفعل».


مقالات ذات صلة

روبوت «ناسا» يأخذ عيّنة من صخرة مريخية قد تدل على وجود جراثيم قديمة

علوم صخرة تسمَّى «شلالات تشيافا» في فوهة جيزيرو على سطح المريخ (أ.ف.ب)

روبوت «ناسا» يأخذ عيّنة من صخرة مريخية قد تدل على وجود جراثيم قديمة

حقق الروبوت الجوال «برسفيرنس» التابع لوكالة الفضاء الأميركية (ناسا) إنجازاً مهماً بأَخْذِه عيّنات من صخرة مريخية قد تكون محتوية على جراثيم متحجرة.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
علوم صاروخ «فالكون 9» (شركة «سبيس إكس»)

«سبيس إكس» و«ناسا» تطلقان مهمة «كرو-9» إلى الفضاء الشهر المقبل

قالت شركة «سبيس إكس» ووكالة «ناسا»، الجمعة، إنهما تعتزمان إطلاق مهمة «كرو-9» التابعة لـ«ناسا» إلى محطة الفضاء الدولية في موعد لا يتجاوز 18 أغسطس.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
يوميات الشرق الكون لا يبخل بالمفاجآت (أ.ب)

رصدُ كوكب مشتري «آخر» يحتاج إلى قرن ليدور حول نجمه

قُطره تقريباً مثل قُطر المشتري، لكنه يبلغ 6 أضعاف كتلته. كما أنّ غلافه الجوي غنيّ بالهيدروجين مثل المشتري أيضاً.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
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)
تكنولوجيا تظهر هذه الصورة غير المؤرخة الصادرة عن وكالة «ناسا» التي تم إصدارها في 17 يوليو 2024 مسبار «فايبر» التابع لـ«ناسا» (أ.ف.ب)

بسبب تكلفته الباهظة... «ناسا» توقف تطوير مسبار «فايبر» القمري

أعلنت وكالة «ناسا» اليوم (الأربعاء)، أنها أوقفت تطوير مسبارها الجوال «فايبر (Viper)»، الذي كان من المقرر أن يستكشف القطب الجنوبي للقمر بحثاً عن الماء.

«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.