مختبرات إبداعية تدرس مستقبل البناء

برامج العمارة الرقمية تسهّل إنتاج تركيبات معقدة وسريعة

مختبرات إبداعية تدرس مستقبل البناء
TT

مختبرات إبداعية تدرس مستقبل البناء

مختبرات إبداعية تدرس مستقبل البناء

عندما بدأت أعمال ترميم مقرّ جمعية «واي إم سي إيه» الذي أنشئ قبل نحو 100 عام في بيفرلي، ولاية ماساتشوستس، كشف مسح الليزر الذي أُجري للبناء عن تحدٍّ واحد، وهو أن جميع أسقف المبنى تقريباً كانت غير متساوية، أي إنّ إعادة تأطير جدرانه ستتطلّب مئات الألواح من مختلف الأحجام، وسيكون بناؤها في موقع المبنى بمثابة الكابوس. لهذا السبب، سعت شركة «ويندوفر كونستراكشن» المسؤولة عن المشروع، إلى اعتماد حلٍّ تقني، فأخذت بالتعاون مع الشركة الصناعية النيوزيلندية «هويك»، بإدخال بيانات مسح الليزر في آلة لصناعة الإطارات المعدنية، وأنتجت الألواح المعدنية الخفيفة التي يحتاج إليها ترميم المبنى بمنتهى الدقّة. كما أضافت الآلة عاملاً واحداً أساسياً: لقد أصبحت الألواح قابلة للتداخل، أي تتقلّص لتسهيل نقلها إلى موقع التجديد وفي الأماكن الضيّقة في المبنى التاريخي، ومن ثمّ تعود وتتمدّد كستارة الحمّام عند وضعها في مكانها.
ويرى عمر رفعت، نائب رئيس «ويندوفر كونستراكشن» أنّ «هذه التقنية تُحدث تحوّلاً في طريقة العمل في المباني القائمة والقديمة».
تُعدّ هذه الألواح القابلة للتداخل من ابتكارات عدّة مرتبطة بالبناء مطوّرة في برنامجٍ حديث ومتعدّد الاختصاصات تديره شركة «أوتوديسك» المتخصصة ببرامج العمارة الرقمية، وصانعة أداة التصميم المعماري الشهيرة «أوتوكاد». عملت الشركة، عبر ما تسمّيها مراكزها التقنية، على تطوير برنامج سكني للشركات العاملة في استخدام تقنيات جديدة في حلّ مشكلات التصميم والبناء. التقت شركتا «ويندوفر» و«هويك» من خلال البرنامج، ولاحظتا أنّ إحداهما تملك تقنية قادرة على حلّ مشكلة تعاني منها الأخرى.
تشبه مراكز التقنية هذه التي عممتها شركة «أوتوديسك» في مكاتبها في سان فرنسيسكو وبوسطن وتورونتو وبرمنغهام، مختبرات صناعية كبيرة، حيث يمكن للشركات والباحثين أن يبتكروا أدواتٍ صناعية جديدة تعالج التحدّيات التي تواجهها صناعة البناء. انطلقت هذه المراكز عام 2018، وتحتوي على أجهزة كومبيوتر بأنظمة رقمية للتحكّم في صناعة المعدّات المعدنية، وطابعات ثلاثية الأبعاد، وأنظمة تقطيع تعمل بنفث الماء، وخمسة أذرع آلية محورية، ومختبرات لاستخدام المواد المركّبة والزجاج والسيراميك في ابتكار أجزاء وأدوات جديدة. تقدّم «أوتوديسك» برامج إقامة تتراوح مدّتها بين أسبوعين وسنتين، لتمنح الشركات الناشئة والأكاديميين واللاعبين البارزين في صناعة البناء المساحة والأدوات لاختبار أفكار جديدة والخروج بمقاربات إبداعية للتصميم والبناء.
* «فاست كومباني»
- خدمات «تريبيون ميديا»



نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»
TT

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

توصَّل باحثون في «مركز علوم الحياة بجامعة» فيلنيوس في ليتوانيا، إلى اكتشاف طريقة جديدة رائدة في مجال البحث الجيني تسمح بإسكات (أو إيقاف عمل) جينات معينة دون إجراء قطع دائم للحمض النووي (دي إن إيه).

وتُقدِّم الدراسة مساراً جديداً محتملاً لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً يشبه الضغط على زر «إيقاف مؤقت» على التعليمات الجينية داخل الخلايا.

آلية عمل نظام «كريسبر» الجديد

اكتشف فريق البروفسور باتريك باوش من معهد الشراكة لتقنيات تحرير الجينوم بمركز العلوم الحياتية في جامعة فيلنيوس بليتوانيا، بالتعاون مع خبراء دوليين في البحث المنشور في مجلة «Nature Communications» في 29 أكتوبر (تشرين الأول) 2024، نظاماً جديداً مختلفاً للتعديل الجيني.

وعلى عكس نظام «كريسبر كاس9 (CRISPR-Cas9)»، المعروف الذي اشتهر بقدرته على قطع الحمض النووي (DNA)، يعمل نظام «كريسبر» من النوع «آي في إيه» (IV-A CRISPR) بشكل مختلف، حيث يستخدم مركباً موجهاً بالحمض النووي الريبي لإسكات الجينات دون انشقاق خيوط الحمض النووي «دي إن إيه (DNA)».

كما يستخدم النظام الجديد مركباً مؤثراً يجنِّد إنزيماً يُعرف باسم «دين جي (DinG)». ويعمل هذا الإنزيم عن طريق التحرك على طول خيط الحمض النووي (DNA)، وتسهيل إسكات الجينات من خلال عملية غير جراحية.

تقنية «كريسبر-كاس9» للقص الجيني

هي أداة تعمل كمقص جزيئي لقص تسلسلات معينة من الحمض النووي (دي إن إيه). وتستخدم الحمض النووي الريبي الموجه للعثور على الحمض النووي المستهدف. و«كاس9» هو البروتين الذي يقوم بالقص، وهذا ما يسمح للعلماء بتعديل الجينات عن طريق إضافة أو إزالة أو تغيير أجزاء من الحمض النووي، وهو ما قد يساعد على علاج الأمراض الوراثية، وتعزيز الأبحاث.

** آفاق جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي

بروتينات وحلقات

يستخدم نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» بروتينين مهمين، هما «Cas8»، و«Cas5» للعثور على بقع محددة على الحمض النووي (DNA). ويبحث هذان البروتينان عن تسلسل قصير من الحمض النووي بجوار المنطقة المستهدفة التي تتطابق مع دليل الحمض النووي الريبي. وبمجرد العثور عليه يبدآن في فك الحمض النووي وإنشاء هياكل تسمى حلقات «آر (R)».

وحلقات «آر» هي الأماكن التي يلتصق فيها الحمض النووي الريبي بخيط واحد من الحمض النووي (DNA)، وتعمل بوصفها إشارةً للنظام لبدء إيقاف أو إسكات الجين.

وكما أوضح البروفسور باوش، فإن «آر» في حلقة «R» تعني الحمض النووي الريبي. وهذه الهياكل أساسية لأنها تخبر النظام متى وأين يبدأ العمل. ولكي تكون حلقات «آر» مستقرةً وفعالةً يجب أن يتطابق الحمض النووي، ودليل الحمض النووي الريبي بشكل صحيح.

وظيفة إنزيم «دين جي»

يساعد إنزيم «DinG» نظام «كريسبر» على العمل بشكل أفضل من خلال فك خيوط الحمض النووي (DNA). وهذا يجعل من الأسهل على النظام التأثير على قسم أكبر من هذا الحمض النووي، ما يجعل عملية إسكات الجينات أكثر فعالية وتستمر لفترة أطول.

وأشار البروفسور باوش إلى أنه نظراً لأن إنزيم «DinG» يمكنه تغيير كيفية التعبير عن الجينات دون قطع الحمض النووي، فقد يؤدي ذلك إلى تطوير أدوات وراثية أكثر أماناً في المستقبل.

تطبيقات محتملة لتخفيف تلف الحمض النووي

يحمل الاكتشاف إمكانات هائلة لتحرير الجينوم والبحث في المستقبل، إذ يمكن أن تخفف الطبيعة غير القاطعة لهذه الطريقة من المخاطر المرتبطة بتلف الحمض النووي( DNA). وهو مصدر قلق عند توظيف تقنيات تحرير الجينات الحالية.

ومن خلال تمكين تعديل الجينات دون إحداث تغييرات دائمة في الحمض النووي( DNA) يمكن أن يكون هذا النهج الجديد مفيداً بشكل خاص في التطبيقات السريرية مثل العلاج الجيني للاضطرابات الوراثية. كما أن القدرة الفريدة لهذا النظام على عبور الحمض النووي دون إجراء قطع، أمر مثير للاهتمام لتطبيقات تحرير الجينات المتقدمة.

الدقة والسلامة

ويعتقد فريق البحث بأن هذه الطريقة يمكن أن تزوِّد العلماء وخبراء التكنولوجيا الحيوية بأدوات أكثر دقة لدراسة وظائف الجينات وتصحيح التشوهات الجينية بطريقة خاضعة للرقابة.

ويمثل الاكتشاف تقدماً كبيراً في مجال البحث الجيني؛ حيث يفتح نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» آفاقاً جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي، ويمكن أن تحدث هذه الطريقة ثورةً في كيفية دراسة الأمراض الوراثية وعلاجها، مع التركيز على الدقة والسلامة.