ممرات فريدة للدراجات بالطباعة الثلاثية الأبعاد

ممرات فريدة للدراجات بالطباعة الثلاثية الأبعاد
TT

ممرات فريدة للدراجات بالطباعة الثلاثية الأبعاد

ممرات فريدة للدراجات بالطباعة الثلاثية الأبعاد

صُمم الجسر الطويل الذي يصل مدينتي جايمستاون ونيوبورت في رود آيلاند للسيارات فقط، شأنه شأن الكثير من جسور الولايات المتحدة، وغالباً ما يكون هذا الجسر مقفلاً من شدة الزحام في أي يومٍ صيفي عادي. ولكن طلاباً من جامعة قريبة توصلوا إلى تصميم فريد من نوعه قد يتيح إجراء تعديلات على الجسور المخصصة للسيارات لتضمينها ممرات خاصة بالدراجات الهوائية والمشاة.
تقول ليليان وونغ، أستاذة الهندسة الداخلية في كلية التصميم التابعة لجامعة رود آيلاند التي تدرّس صفاً لتعديل وإعادة استخدام وتصميم الجسور «لا يمكن الوصول بسهولة إلى نيوبورت إلا إذا كنتم تملكون سيارة». خصصت بعض المدن ممرات للدراجات الهوائية على جسور كبيرة على شكل خط منفصل عن حركة السيارات، كجسر ريتشموند في منطقة باي، ولكن هذا الحل ليس مجدياً على الجسر المؤدي إلى مدينة نيوبورت المعروف باسم «بيل» بسبب الازدحام الثقيل الذي يشهده عادة، والرياح القوية التي تصعب قيادة الدراجات عليه.
علاوة على ذلك، ليس من السهل إضافة أرضية أخرى على بنية تحتية متقادمة كجسر «بيل» الذي بُني قبل 50 عاماً ولا يستطيع تحمل وزن زائد. ولكن فريقاً من الطلاب في صف وونغ اقترحوا بناء ممر جديد للدراجات الهوائية باستخدام الطباعة الثلاثية الأبعاد وألياف الكربون الملفوفة بغشاء مركّب مصنوع من مادة خفيفة الوزن ومتينة في وقت واحد، ليتصل هذا الممر بعواميد الجسر.
وتجدر الإشارة إلى أن بعض المدن حول العالم، بنت جسوراً صغيرة بالطباعة الثلاثية الأبعاد ومواد أخرى، كجسر المشاة الحديث المطبوع من الفولاذ في أمستردام.
يتسم جسر «بيل» بطول غير مألوف (3.3 كلم)؛ ما دفع المصممين إلى التفكير بحلول تضمن الراحة أثناء السير أو ركوب الدراجة عليه. ويضم التصميم، إلى جانب الممر، مساحات مسقوفة لمطاعم ومتاجر صغيرة وحدائق صغيرة، وغيرها من النشاطات.
تقول صوفيا بايز، التي شاركت في تصميم الممر مع زميلها شوي غوان «أردنا أن نبتكر سبباً يدفع الناس للذهاب إلى هناك، وليس فقط طريقاً باتجاه واحد». صُممت هذه المساحات المسقوفة أيضاً لحماية الدراجات والمشاة من الرياح. ويُفترض بهذا الممر أن يساعد أخيراً في إعادة وصل الأحياء التي انقسمت ببناء الجسر؛ ما سيسهل العبور من قسم إلى آخر.
لا يزال هذا التصميم فكرة على الورق، ولا توجد خطط لتنفيذه، ولكن وونغ كشفت عن اهتمام محلي بالمشروع. يمكن الاستعانة بفكرة مشابهة في أي جسر يحتاج إلى تحول يتيح للمشاة وراكبي الدراجات استخدامه. وأخيراً، تختم وونغ بالقول «إنها استراتيجيات للتعديل وإعادة الاستخدام يمكن تطبيقها على أي جسر موجود حالياً».
* «فاست كومباني»
- خدمات «تريبيون ميديا»


مقالات ذات صلة

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

علوم النموذج تم تطويره باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

أنتجت مجموعة من العلماء هيكلاً يشبه إلى حد كبير الجنين البشري، وذلك في المختبر، دون استخدام حيوانات منوية أو بويضات.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الهياكل الشبيهة بالأجنة البشرية تم إنشاؤها في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء يطورون «نماذج أجنة بشرية» في المختبر

قال فريق من الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة إنهم ابتكروا أول هياكل صناعية في العالم شبيهة بالأجنة البشرية باستخدام الخلايا الجذعية.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

تمكنت مجموعة من العلماء من جمع وتحليل الحمض النووي البشري من الهواء في غرفة مزدحمة ومن آثار الأقدام على رمال الشواطئ ومياه المحيطات والأنهار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم صورة لنموذج يمثل إنسان «نياندرتال» معروضاً في «المتحف الوطني لعصور ما قبل التاريخ» بفرنسا (أ.ف.ب)

دراسة: شكل أنف البشر حالياً تأثر بجينات إنسان «نياندرتال»

أظهرت دراسة جديدة أن شكل أنف الإنسان الحديث قد يكون تأثر جزئياً بالجينات الموروثة من إنسان «نياندرتال».

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

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.