علماء يكشفون نقطة ضعف «كورونا»

على أمل تطوير أدوية جديدة توقف انتشار الفيروس

«كورونا» يعتمد على البروتينات البشرية الرئيسية لتكاثره في الجسم (بابليك دومين)
«كورونا» يعتمد على البروتينات البشرية الرئيسية لتكاثره في الجسم (بابليك دومين)
TT

علماء يكشفون نقطة ضعف «كورونا»

«كورونا» يعتمد على البروتينات البشرية الرئيسية لتكاثره في الجسم (بابليك دومين)
«كورونا» يعتمد على البروتينات البشرية الرئيسية لتكاثره في الجسم (بابليك دومين)

كشف باحثون أميركيون عن نُقطة ضعف فيروس «كورونا»، التي وصفوها بأنها «كعب أخيل» وهو مصطلح يشير لنقطة ضعف مميتة إن أصيبت تؤدي لسقوط الفيروس بالكامل رغم كل القوة التي يمتلكها.

وأوضح الباحثون في دراسة نشرت (الأربعاء) في دورية «فايرسيز» أن نقطة الضعف المُكتشفة هي «اعتماد (كورونا) على البروتينات البشرية الرئيسية لتكاثره، وهذه النقطة يُمكن استخدامها لمنع الفيروس من إصابة الناس بالمرض».

وعادة يتطلب البروتين المسمى «N» الموجود في «كورونا» - الذي يُمكن الفيروس من عمل نسخ من نفسه لمساعدته على الانتشار - مساعدة الخلايا البشرية لأداء وظيفته. ويتم نسخ التعليمات الجينية في خلايانا من الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبوزي المرسال، ثم يتم ترجمتها لبروتينات تلعب دوراً رئيسياً في وظائف مثل النمو والتواصل مع الخلايا الأخرى.

وبعد هذه العملية، غالباً ما تحتاج البروتينات لتعديلات إضافية بواسطة الإنزيمات، وتضمن هذه التعديلات أن تكون البروتينات مناسبة بشكل فريد لأداء مهامها المقصودة.

وتتم هذه التعديلات بواسطة عملية تسمى «SUMOylation» التي استحوذت على اهتمام العلماء أخيراً لدورها في تنظيم العديد من العمليات الخلوية في الجسم. ويستغل «كورونا» هذه العملية لتوجيه البروتين «N» الخاص بالفيروس إلى الموقع الصحيح لتعبئة الجينوم الخاص به بعد إصابة الخلايا البشرية. وبمجرد وصول البروتين إلى المكان المناسب، يبدأ في وضع نُسخ من جيناته في جزيئات فيروسية معدية جديدة؛ ما يؤدي لغزو الفيروس لمزيد من خلايانا، ليجعلنا أكثر مرضاً.

وإذا أصيب شخص ما بالعدوى، فربما يظهر أحد البروتينات لديه بشكل مختلف عما كان عليه من قبل، وهذا ما بحث عنه الفريق في دراسته.

ومن خلال تقنيات رصد متطورة. أجرى الفريق تجاربه التي جعلت من السهل رؤية أين يتفاعل الفيروس مع البروتينات البشرية ويصنع فيروسات جديدة أو جزيئات فيروسية معدية. واكتشف الفريق سابقاً أن النوعين الأكثر شيوعاً من فيروسات الإنفلونزا، وهما «A وB» يتطلبان نفس عملية الـ«SUMOylation» من أجل التكاثر. وكشفت الدراسة الجديدة أن «كورونا» يعتمد أيضاً على عملية الـ«SUMOylation» للتكاثر والانتشار، كما تفعل فيروسات الإنفلونزا.

وعدّ الفريق أن «منع وصول (كورونا) للبروتينات البشرية من شأنه أن يسمح لأجهزتنا المناعية بقتل الفيروس». وقال جيايو لياو، أستاذ الهندسة الحيوية بجامعة كاليفورنيا، الباحث الرئيسي في الدراسة، إن «العلاج الأكثر فعالية ضد (كورونا) حالياً هو «باكسلوفيد» (Paxlovid) الذي يمنع تكاثر الفيروس، ويحتاج أن يتناوله المريض خلال 3 أيام بعد الإصابة، لكن إذا تناوله المريض بعد ذلك فلن يكون فعالاً». وأضاف «اكتشافنا الجديد مهم، والدواء الذي يمكن أن يُبنى على هذا الاكتشاف سيكون مفيداً للمرضى في جميع مراحل العدوى»، موضحاً أن «أوجه التشابه بين الفيروسات قد تؤدي لظهور فئة جديدة تماماً من الأدوية المضادة للفيروسات، ومع الدعم الكافي، يمكن تطوير هذه التقنيات في غضون 5 سنوات».

ووفق لياو فإن «الفيروسات الأخرى قد تعمل بهذه الطريقة أيضاً، وفي النهاية نود أن نمنع الإنفلونزا وكذلك (كورونا)، وربما فيروسات أخرى مثل الفيروس (المخلوي التنفسي) و(الإيبولا) من إصابة البشر».


مقالات ذات صلة

الولايات المتحدة​ بايدن ونائبته المرشحة للرئاسة كامالا هاريس (أرشيفية - أ.ب)

بايدن يتقدم خطوة نادرة إلى الأمام دعماً لهاريس والديمقراطيين

توجه إلى ولايتي بنسلفانيا وويسكونسن المتأرجحتين للحديث عن إنجازات عهده، فيما بدا أيضاً أنه محاولة لتعزيز فرص نائبته كامالا هاريس.

علي بردى (واشنطن)
شؤون إقليمية الرئيس الأميركي جو بايدن يلتقي رئيس الوزراء الإسرائيلي بنيامين نتنياهو (أرشيفية/ رويترز)

بايدن صرخ في وجه نتنياهو ووصفه بـ«كذاب لعين»

وصف الرئيس الأميركي جو بايدن، رئيس الوزراء الإسرائيلي بنيامين نتنياهو، بأنه «كذاب لعين»، بعد دخول القوات الإسرائيلية إلى رفح بقطاع غزة.

«الشرق الأوسط»
الولايات المتحدة​ صورة مركبة لهاريس وترمب (أ.ب)

نجاح دعوات هاريس إلى «التغيير» يثمر تقدماً على ترمب وطنياً

تقدمت المرشحة الديمقراطية كامالا هاريس على غريمها الجمهوري دونالد ترمب، بمعدل 3 نقاط مئوية في وقت صار الناخبون فيه أكثر ميلاً لمنحها الأفضلية في إحداث التغيير.

علي بردى (واشنطن)
الولايات المتحدة​ صورة مدمجة تظهر المرشحيْن الرئاسييْن دونالد ترمب وكامالا هاريس (أ.ب)

لمن سيصوّت الناخبون السود بأميركا بين هاريس وترمب وفق استطلاعات الرأي؟

ينظر الناخبون السود المسجلون بإيجابية للغاية لنائبة الرئيس الأميركي كامالا هاريس، لكن آراءهم حول الرئيس السابق دونالد ترمب سلبية للغاية، وفق استطلاع جديد.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)

تقنية منخفضة التكلفة لتحلية المياه بالطاقة الشمسية

يجلس الباحث جوناثان بيسيت فوق مقطورة تحتوي على نظام التحلية الجديد (معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا)
يجلس الباحث جوناثان بيسيت فوق مقطورة تحتوي على نظام التحلية الجديد (معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا)
TT

تقنية منخفضة التكلفة لتحلية المياه بالطاقة الشمسية

يجلس الباحث جوناثان بيسيت فوق مقطورة تحتوي على نظام التحلية الجديد (معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا)
يجلس الباحث جوناثان بيسيت فوق مقطورة تحتوي على نظام التحلية الجديد (معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا)

طوّر مهندسو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بالولايات المتحدة تقنية جديدة لتحلية المياه تعمل وفقاً للإيقاع الشمسي، وبالتالي لا تتطلب بطاريات إضافية باهظة التكلفة لتخزين الطاقة في الأوقات التي لا تتوفر فيها أشعة الشمس.

ووفق باحثي الدراسة المنشورة، الثلاثاء، في دورية «نيتشر واتر Nature Water»، فإن هذه التقنية يمكن أن توفر مياه شرب نظيفة بتكلفة منخفضة للمجتمعات الفقيرة والغنية على السواء.

وتقوم التقنية الجديدة التي تعمل بالطاقة الشمسية بإزالة الملح من المياه بوتيرة تتبع مستمرة، تتوافق مع التغيرات التي تحدث في الطاقة الشمسية. فمع زيادة ضوء الشمس على مدار اليوم، تقوم بتكثيف عملية تحلية المياه، بحيث تتكيف تلقائياً مع أي تغير مفاجئ في ضوء الشمس، على سبيل المثال تقلل سرعتها استجابة لسحابة عابرة أو تزيدها عند صفاء السماء.

ونظراً لأن التقنية يمكنها الاستجابة بسرعة للتغيرات الطفيفة في ضوء الشمس، فإنها تزيد من فائدة الطاقة الشمسية، وتنتج كميات كبيرة من المياه النظيفة على الرغم من الاختلافات في ضوء الشمس طوال اليوم.

وعلى النقيض من تصميمات تحلية المياه الأخرى التي تعمل بالطاقة الشمسية، لا تتطلب التقنية الجديدة بطاريات إضافية لتخزين الطاقة، ولا مصدر طاقة إضافياً، كشبكات الطاقة.

اختبر المهندسون نموذجاً أولياً على آبار المياه الجوفية في نيو مكسيكو بالولايات المتحدة على مدى 6 أشهر، وعملوا في ظروف جوية وأنواع مياه متغيرة. وقد استغلت التقنية الجديدة في المتوسط ​​أكثر من 94 في المائة من الطاقة الكهربائية المولدة من الألواح الشمسية لإنتاج ما يصل إلى 5 آلاف لتر من المياه يومياً، على الرغم من التقلبات الكبيرة في الطقس ومقدار أشعة الشمس المتاحة.

ويقول آموس وينتر، أستاذ الهندسة الميكانيكية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: «تتطلب تقنيات تحلية المياه التقليدية مصدراً للطاقة الثابتة، ما يتطلب ما يعرف بـ(أنظمة تخزين طاقة البطاريات) لتيسير الاستفادة من مصدر طاقة متغير مثل الطاقة الشمسية».

ويوضح في بيان صادر، الثلاثاء: «من خلال تغيير معدلات استهلاك الطاقة باستمرار بالتزامن مع الشمس، تستخدم تقنيتنا الطاقة الشمسية بشكل مباشر وفعال لصنع المياه النظيفة».

ويضيف: «القدرة على صنع مياه الشرب باستخدام مصادر الطاقة المتجددة، دون الحاجة إلى تخزين البطاريات، تشكل تحدياً كبيراً. وقد نجحنا في تحقيق ذلك».

ويهدف النظام الجديد إلى تحلية المياه الجوفية المالحة، وهو مصدر مالح للمياه يوجد في الخزانات الجوفية، ويعد أكثر انتشاراً من موارد المياه الجوفية العذبة.

مصدر غير مستغل

ويرى الباحثون أن المياه الجوفية المالحة تشكل مصدراً ضخماً غير مستغل لمياه الشرب المحتملة، خاصة أن احتياطيات المياه العذبة تعاني من نقص في أجزاء من العالم. وهم يتصورون أن النظام الجديد المتجدد الخالي من البطاريات يمكن أن يوفر مياه الشرب التي تشتد الحاجة إليها بتكلفة منخفضة، وخاصة للمجتمعات الداخلية التي يكون الوصول فيها إلى مياه البحر وطاقة الشبكة الكهربائية محدوداً.

«ويعيش غالبية السكان في الولايات المتحدة بعيداً عن الساحل. وبالتالي، يعتمدون بشكل كبير على المياه الجوفية، خصوصاً في المناطق النائية ذات الدخل المنخفض. ومن المؤسف أن هذه المياه الجوفية أصبحت أكثر ملوحة بسبب تغير المناخ»، كما يقول جوناثان بيسيت، طالب الدكتوراه في الهندسة الميكانيكية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، مؤكداً على أنه «يمكن لهذه التقنية الجديدة أن توفر مياه نظيفة مستدامة وبأسعار معقولة للأماكن التي لا تصل إليها المياه في جميع أنحاء العالم».

وقام المهندسون بدمج استراتيجية التحكم الجديدة في نظام آلي بالكامل، قاموا بتعديل حجمه بحيث يتناسب مع تحلية المياه الجوفية المالحة بكمية يومية تكفي لتزويد مجتمع صغير يبلغ عدد سكانه نحو 3 آلاف شخص.

مياه جوفية

قاموا بتشغيل النظام لمدة 6 أشهر على عدة آبار في منشأة الأبحاث الوطنية للمياه الجوفية المالحة في ألاموغوردو، في نيو مكسيكو. وخلال التجربة، عمل النموذج الأولي في ظل مجموعة واسعة من الظروف الشمسية، حيث سخّر أكثر من 94 في المائة من الطاقة الكهربائية للوحة الشمسية، في المتوسط، لتشغيل تحلية المياه بشكل مباشر.

يقول وينتر: «بالمقارنة بالطريقة التقليدية التي يصمم بها نظام تحلية المياه بالطاقة الشمسية، فقد خفّضنا سعة بطارية تخزين الطاقة المطلوبة بنحو 100 في المائة».

ويخطط المهندسون لمزيد من اختبارات النظام وتوسيع نطاقه على أمل تزويد المجتمعات الأكبر، حتى البلديات بأكملها، بمياه شرب منخفضة التكلفة ومدعومة بالكامل بأشعة الشمس. ومن المقرر أن يطلق الفريق شركة تعتمد على تقنيتهم ​​في الأشهر المقبلة.