استنساخ أول قرد «خيميري» عبر مجموعتين من الحمض النووي

عينان خضراوان وأطراف أصابع صفراء مشعة!

القرد المستنسخ يتميز بعينين خضراوين وأطراف أصابع صفراء اللون (مجلة «Cell» العلمية)
القرد المستنسخ يتميز بعينين خضراوين وأطراف أصابع صفراء اللون (مجلة «Cell» العلمية)
TT

استنساخ أول قرد «خيميري» عبر مجموعتين من الحمض النووي

القرد المستنسخ يتميز بعينين خضراوين وأطراف أصابع صفراء اللون (مجلة «Cell» العلمية)
القرد المستنسخ يتميز بعينين خضراوين وأطراف أصابع صفراء اللون (مجلة «Cell» العلمية)

في تجربة رائدة أجراها علماء في الصين، وُلد أول قرد ذي تركيبة وراثية فريدة من نوعها، بأطراف أصابع صفراء متوهجة وعيون خضراء، مما يمهد الطريق للتطورات المحتملة في البحوث الطبية والحفاظ على الأنواع المهددة بالانقراض. والقرود الخيميرية هي حيوانات تحتوي على مجموعات من الخلايا من كائنين أو أكثر بأنواع مختلفة من الحمض النووي. وقد جمع هذا القرد الوليد بين الخلايا الجذعية من قرد «Cynomolgus» مع جنين من نفس النوع. وبينما عاش القرد لمدة عشرة أيام فقط، فإن التجربة تحمل وعداً كبيراً في مجالات مختلفة.

إنه أول حيوان رئيسي على الإطلاق يتم إنشاؤه باستخدام خلايا من جنينين من النوع نفسه (مجلة «Cell» العلمية)

مخلوق ذو مظهر غريب

تمثل هذه الدراسة المفصلة في المجلة العلمية «Cell» أول ولادة حية في العالم لقرد خيميري تم إنشاؤه باستخدام الخلايا الجذعية. ومن الجدير بالذكر أن القرد الناتج أظهر قدراً كبيراً من الخيميرية؛ إذ نشأت نسبة كبيرة من خلاياه من الخلايا الجذعية المستخدمة في التجربة. ويعد الباحثون أن أحد التطبيقات المحتملة لهذا البحث هو نمذجة الأمراض التنكسية العصبية. وتشير المساهمة الكبيرة للخلايا الجذعية في دماغ القرد إلى أن هذا النهج يمكن أن يكون ذا قيمة لدراسة مثل هذه الأمراض، مما يوفر الأمل للتقدم الطبي في هذا المجال. علاوة على ذلك، يتصور العلماء إمكانية تربية الحيوانات من الأنواع المهددة بالانقراض من خلال تحقيق هذا النوع من الخيميرية.

تفاصيل الدراسة

تضمنت الدراسة التي أجريت في الصين دمج الخلايا الجذعية من بيضتين مخصبتين متميزتين وراثياً من نفس نوع القرد لإنشاء قرد «المكاك» طويل الذيل (Macaca fasccularis). تم خلط الخلايا من أجنة عمرها سبعة أيام مع تلك الموجودة في أجنة عمرها خمسة أيام قبل زرعها في إناث قرود «المكاك». وفي حين أن المحاولات السابقة كانت لها مساهمات أقل من الخلايا المانحة، فقد حقق هذا البحث مساهمة أعلى بكثير، مما أدى إلى حصول قرد على خلايا مانحة في 26 نوعاً مختلفاً من الأنسجة؛ أي بمتوسط 67 في المائة.

ومن بين القرود الستة، وُلد قرد «خيميري» صغير حياً، وتمكن من البقاء على قيد الحياة لمدة 10 أيام. ومن الجدير بالذكر أن أعلى مساهمة لوحظت في أنسجة المخ، مما يجعلها وسيلة واعدة لنمذجة الأمراض العصبية.

يعد الباحثون أن أحد التطبيقات المحتملة لهذا البحث هو نمذجة الأمراض التنكسية العصبية (مجلة «Cell» العلمية)

تجارب سابقة ناجحة

في حين تم إجراء الأبحاث الخيميرية على الفئران لعقود من الزمن، فإن القرود تقدم تشابهاً بيولوجياً أقرب إلى البشر، مما يجعلها أكثر ملاءمة لنمذجة الأمراض البشرية والعمليات البيولوجية بدقة.

يعالج هذا التقدم القيود المرتبطة بأبحاث الفئران؛ إذ تختلف وظائف أعضاء الفئران بشكل كبير عن تلك الخاصة بالبشر. لقد كانت الآثار الأخلاقية للأبحاث الخيميرية، وخاصة التي تشمل البشر والحيوانات، موضوعاً للنقاش. ومع ذلك، يرى المؤيدون أن فوائد النمذجة الدقيقة للأمراض والتطورات المحتملة في البحوث الطبية تجعل هذه الجهود جديرة بالاهتمام.

القرد الصغير وُلد بنسبة عالية من الخلايا المانحة بمتوسط 67% عبر 26 نوعاً مختلفاً من الأنسجة (مجلة «Cell» العلمية)

ليس القرد الأول

وكان باحثون صينيون قد نجحوا في استنساخ اثنين من قردة «المكاك» في بداية عام 2018. وصرح العلماء بأن عملية الاستنساخ تلك تمت عن طريق زرع حمض نووي في خلية بعد تعديل جيناتها الوراثية كي لا تتسبب بوقف نمو الجنين. وقال العلماء حينها إن الجينات الوراثية لجميع القردة متشابهة، الأمر الذي سيكون مفيداً في الأبحاث المتعلقة بالأمراض البشرية، إلا أن منتقدي هذه الخطوة يرون أن هذا الأمر يثير مخاوف أخلاقية؛ إذ يجعل العالم أقرب من استنساخ البشر.

النعجة «دوللي» كانت أول حيوان من الثدييات مستنسخ في التاريخ (شاترستوك)

النعجة «دوللي» رائدة الطريق

استُنسخت النعجة «دوللي» منذ أكثر من 20 عاماً في معهد روزلين في مدينة أدنبره الأسكوتلندية، التي كانت المرة الأولى في التاريخ التي ينجح فيها العلماء في استنساخ حيوان من الثدييات.

وعلى الرغم من النتائج الواعدة، لا تزال هناك تحديات أمام تحسين صحة القرود الخيميرية وطول عمرها. ولا تزال الآثار الأخلاقية لمثل هذا البحث أيضاً موضوعاً للنقاش. ومع ذلك، تمثل هذه الدراسة تقدماً كبيراً في مجال الأبحاث الخيميرية، مع آثار محتملة على الأبحاث الطبية، والحفاظ على الأنواع، وفهم تمايز الخلايا الجذعية في الرئيسيات.


مقالات ذات صلة

تنبؤات المستقبل... التاريخ يثبت صعوبة طرحها

علوم مسيرة الإنسان نحو المستقبل... اتجاهات وتوجهات مبهمة

تنبؤات المستقبل... التاريخ يثبت صعوبة طرحها

قبل 50 عاماً ظهرت توقعات الحرب النووية والطفرة السكانية التي ستتجاوز قدرة الكوكب على إطعام سكانه.

«الشرق الأوسط»
علوم جدل علمي حول عدد القارات

جدل علمي حول عدد القارات

تقسيم القارات إلى «ثقافي» أكثر منه «علمياً»

يوميات الشرق آفاق العلم شاسعة (رويترز)

أحفورة عمرها 237 مليون عام تُضيء على صعود الديناصورات

يعتقد علماء أنّ حفرية من أقدم الحفريات على الإطلاق ربما تساعد في تفسير ظهور الديناصورات. فماذا في التفاصيل؟

«الشرق الأوسط» (لندن)
الاقتصاد مبنى «الاحتياطي الفيدرالي» في واشنطن (رويترز)

تضارب الآراء في «الفيدرالي» بشأن وتيرة خفض الفائدة

لم يكن هناك إجماع كامل في «الاحتياطي الفيدرالي» عندما صوت الأسبوع الماضي لتخفيض أسعار الفائدة بمقدار نصف نقطة مئوية، حيث اعترض صانع سياسة واحد.

«الشرق الأوسط» (واشنطن )
يوميات الشرق أصابع روبوتية تعيد حاسة اللمس للمصابين بفقدان الإحساس

أصابع روبوتية تعيد حاسة اللمس للمصابين بفقدان الإحساس

تمكن باحثون في جامعة كلية لندن (UCL) من تحقيق اختراق علمي جديد قد يُحدِث تحولاً كبيراً في علاج الأشخاص الذين يعانون فقدان حاسة اللمس، مثل مرضى متلازمة النفق…

«الشرق الأوسط» (لندن)

ألياف طبيعية تعزز كفاءة تقنيات تحلية المياه بتكلفة منخفضة

الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)
الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)
TT

ألياف طبيعية تعزز كفاءة تقنيات تحلية المياه بتكلفة منخفضة

الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)
الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)

تُشكل ندرة المياه العذبة تحدياً عالمياً زائداً، خصوصاً في المناطق الجافة التي تشهد استنزافاً سريعاً لمواردها المحدودة. كما يزيد النمو السكاني والتطور الاقتصادي من حدة المشكلة، حيث يرفعان الطلب على المياه لأغراض الشرب والزراعة والصناعة؛ مما يهدد الصحة العامة والأمن الغذائي.

وتعتمد الطرق التقليدية لتحلية المياه على الطاقة بشكل مكثف ولها آثار بيئية سلبية، بينما تعد تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية حلاً واعداً لمعالجة ندرة المياه والعمل المناخي، حيث تستفيد من الطاقة الشمسية المتجددة. وعلى الرغم من أن أنظمة «المقطرات» الشمسية لتحلية المياه تعد طريقة مستدامة، فإنها تواجه تحديات مثل الكفاءة المنخفضة التي تتراوح بين 30 و40 في المائة، ومعدلات إنتاج منخفضة للمياه العذبة، بالإضافة إلى التلوث البيئي الناجم عن استخدام مواد تقليدية، مثل المواد ذات التغير الطوري.

ألياف طبيعية

واستعرضت دراسة مرجعية أجراها باحثون مصريون، إمكانية استخدام الألياف الطبيعية بوصفها وسيلة مستدامة لتعزيز أداء الأنظمة الشمسية لتحلية المياه. وتتميز الألياف الطبيعية، المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية متاحة في المناطق النائية، بكونها بديلاً منخفض التكلفة، وقابلة للتحلل الحيوي، ومتعددة الاستخدامات.

ووفق النتائج المنشورة بعدد نوفمبر (تشرين الثاني) بدورية (Solar Energy)، يمكن للألياف الطبيعية مثل القطن، وقش الأرز، وألياف شجرة الموز، ونبات السيزال، وقش الخيزران، تحسين الأداء من خلال توفير الهيكل المسامي من أجل ترشيح المياه، وإزالة الشوائب، وتعزيز نقل الحرارة.

يقول الدكتور محمد عجيزة، الباحث الرئيسي للدراسة بقسم الهندسة الميكانيكية في جامعة كفر الشيخ، إن الألياف الطبيعية توفر حلاً مستداماً لتحسين كفاءة تحلية المياه بالطاقة الشمسية مع تقليل الأثر البيئي، لأنها تتميز بالتحلل البيولوجي، ما يجعلها خياراً جذاباً لتعزيز كفاءة الأنظمة الشمسية في المناطق التي تفتقر إلى الموارد.

وأضاف لـ«الشرق الأوسط» أن الألياف الطبيعية توفر امتصاصاً عالياً للإشعاع الشمسي؛ مما يُحسّن الاحتفاظ بالحرارة ويزيد معدلات التبخر، كما تعزز الكفاءة الحرارية والعزل وتقلل الفاقد الحراري؛ مما يزيد من كفاءة التكثيف بفضل مساحتها السطحية الكبيرة، فيما تُسهّل خصائصها نقل المقطر الشمسي، وتوزيعه في المناطق النائية، حيث تقلل من الوزن الإجمالي له.

تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية تعد حلا ًواعداً لمعالجة ندرة المياه والعمل المناخي (جامعة واترلو)

تقييم الأداء

أثبتت الدراسة أن الألياف الطبيعية تتمتع بقدرة استثنائية على امتصاص المياه تصل إلى 234 في المائة، بالإضافة إلى خصائصها الحرارية المميزة؛ مما يتيح استخدامها بوصفها مواد عازلة أو ممتصة أو موصلة للحرارة في الأنظمة الشمسية. ويسهم ذلك في تحسين عمليات التبخير والتكثيف. وتعمل هذه الألياف على تعزيز نقل الحرارة وتقليل فقد الطاقة؛ مما يؤدي إلى تحسين الكفاءة بنسبة 15 في المائة. كما وجد الباحثون أن هذه الألياف أثبتت قدرتها على زيادة إنتاجية المياه العذبة بشكل ملحوظ، حيث حققت زيادة تصل إلى 123.5 في المائة مع قشور الجوز الأسود، و126.67 في المائة مع مزيج من ألياف النباتات التي تنمو في البرك والمستنقعات وألياف السيزال.

وبالمقارنة مع المقطرات التقليدية، حققت بعض الألياف زيادة ملحوظة في إنتاج المياه العذبة، مثل نشارة الخشب وقش الأرز (62 في المائة)، واللوف الأسود (77.62 في المائة)، وألياف السيزال (102.7 في المائة)، والقماش القطني (53.12 في المائة)، وألياف النخيل (44.50 في المائة)، وألياف الكتان (39.6 في المائة).

وحددت الدراسة أبرز مميزات التوسع في استخدام الألياف الطبيعية في تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية، مثل وفرة الموارد الشمسية والمساحات الواسعة لتركيب الأنظمة، بالإضافة لكون الألياف خياراً مستداماً. كما تدعم زيادة استنزاف الموارد المائية العالمية، ونمو السكان، وزيادة الوعي بتغير المناخ الحاجة الملحة لهذه التكنولوجيا.

في المقابل، أشار الباحثون إلى تحديات تواجه هذه التقنيات، منها قلة الاستثمارات في الطاقة المتجددة، والوعي المحدود بفوائد أنظمة التحلية الشمسية، بالإضافة إلى قلة الانتشار والعوائق التجارية مقارنة بالتقنيات التقليدية، والاختلافات في سياسات الطاقة بين الدول، ما يؤثر على إمكانية توسيع نطاق استخدامها.

وأوصى الباحثون بإجراء مزيد من الأبحاث لتحسين تركيبات الألياف الطبيعية، واستكشاف بدائل قابلة للتحلل الحيوي لتقليل الأثر البيئي. وأكدوا أهمية إجراء تقييمات شاملة لتقنيات التحلية الشمسية لتحقيق أقصى تأثير ممكن وتلبية الاحتياجات الزائدة للمياه بشكل مستدام؛ مما يسهم في دعم الأمن المائي، وتعزيز القدرة على التكيف مع التغيرات المناخية.