منازل بيئية صغيرة... في الحديقة الخلفية

منازل بيئية صغيرة... في الحديقة الخلفية
TT

منازل بيئية صغيرة... في الحديقة الخلفية

منازل بيئية صغيرة... في الحديقة الخلفية

أزاحت شركة «كوزميك» الناشئة، الستار عن تصميمٍ جديد لمنزلٍ صغير مخصّص للحديقة الخلفية، كهربائي بالكامل ويضمّ ألواحا شمسية كبيرة جدًا وبطارية قادرة على تخزين كميّة أكبر من التي تخزّنها المنازل الذكية عادةً من الطّاقة، ما يتيح للوحدة المساهمة في تزويد المنزل الأساسي بالطاقة المتجدّدة وتسديد مصاريفها بنفسها من خلال المساهمة في خفض فواتير الكهرباء.
تسعى «كوزميك» بمنازلها الصغيرة هذه إلى معالجة تحديين في وقتٍ واحد. وتشير التقديرات إلى أنّ الولايات المتّحدة تحتاج إلى بناء ملايين من هذه المنازل – 6.8 مليون وحدة.
تُعدّ المنازل من أبرز مصادر انبعاثات الكربون. وتقدّر منظّمة «ريوايرينغ أميركا» غير الربحية أنّ تحويل كلّ مقتنيات المنازل إلى الطّاقة الكهربائية، من الأفران إلى السيّارات العائلية، قد يؤدّي إلى التخلّص ممّا يقارب 40 في المائة من الانبعاثات التي تنتجها في البلاد. واعتبر ساشا جوكيك، مؤسس «كوزميك»، أنّ «صناعة البناء ليست حاليا في موقعٍ يسمح لها بالتعامل مع طوارئ المناخ».
تستخدم شركة «كوزميك» تصاميم مسبقة الصنع تساهم في تخفيض الكلفة وتسريع عملية البناء من خلال استعمال أجزاء موحّدة تضمن في الوقت نفسه بناء كلّ منزل حسب رغبات الشاري. كما أنّها تعتمد على تصميم فعّال بكهربائية كاملة وطاقة متجدّدة لجعل طاقتها التشغيلية «صفر تلوّث»، ما يعني أن يكون المنزل قادرا على توليد كامل كميّة الطاقة التي يحتاج إليها خلال العام على الأقلّ.
تستخدم المنازل الصغيرة، التي تبدأ مساحتها من 32 مترا مربّعا، إطارًا موحّدًا يتضمّن نظم طاقة شمسية وبطاريات مدمجة، بالإضافة إلى سقف وأرضية وأنظمة ميكانيكية وكهربائية وسمكرية. أطلق جوكيك على هذا الإطار اسم الهيكل وشبّهه بالتصاميم التي تستخدمها بعض شركات السيارات لصناعة هيكل المركبات الكهربائية. ويتألّف المبنى من عناصر أخرى كالجدران والنوافذ المصمّمة بشكلٍ يتيح تقطيعها في المصنع وتركيبها يدويًا في موقع البناء.
يضمّ المنزل بطارية أيونات الليثيوم تخزّن الطاقة من الألواح الشمسية على السقف، وترسل الطاقة الإضافية إلى المنزل الأساسي أو السيارة الكهربائية أو حتّى تعيدها إلى الشبكة الكهربائية. يستخدم المنزل أيضًا مضخّة حرارية لتخزين الحرارة في نظام مزوّد بخزانات مياه باردة ودافئة مهمّتها تأمين التدفئة والتبريد حسب الطلب.
بنت هذه الشركة الناشئة التي تعمل حاليًا في مركز «أوتو ديسك تكنولوجي» في سان فرانسيسكو، نموذجًا تجريبيًا واحدًا وستبدأ بإنتاج أوّل منازلها التجارية هذا الصيف. وتعمل «كوزميك» على اختبار نماذج مالية جديدة، وتخطّط لتقديم خيارين لشراء منزل الحديقة الخلفية كاملًا بسعرٍ يبدأ من 190 ألف دولار، أو شراء المنزل منفصل عن «حزمة الطاقة». ويبدأ سعر الخيار الثاني من 150 ألف دولار، ويترك ملكية بنية الطاقة المتجددة التحتية والطاقة الإضافية التي يولّدها لشركة «كوزميك»، على أن يحصل السكّان على طاقة مجّانية لمنزل الحديقة الخلفية وخصم على الطاقة التي يستخدمونها في المنزل الأساسي.
بدأت الشركة عملها في كاليفورنيا حيث تساعد قوانين الولاية والدعم الإضافي من مدنٍ كلوس أنجلس، في تسهيل بناء منازل خلفية لأصحاب المنازل هناك. تقدّر كاليفورنيا اليوم أنّها تحتاج لبناء 2.5 مليون منزل في نهاية العقد الجاري؛ وكانت شركة «ماكنزي غلوبال استيميت» قد رجّحت في تقدير سابق أنّ الولاية ستحتاج ما يقارب 800 ألف وحدة جديدة من منازل الحديقة الخلفية.
* «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.