ذيول الحيوانات المنوية السريعة والكفؤة كانت مصدر الهام للتقنية النانوية الحيوية
كتبته ماري باكلي
1 ديسمبر ٢٠١٦
ترجمه ابو طه / عدنان احمد الحاجي
Fast, efficient sperm tails inspire nanobiotechnology
مقدمة المترجم
ربما تعددت مصاديق الاية الكريمة : "وفي الارض آيات للموقنين ، وفي انفسكم افلا تبصرون" ولعل من مصاديقها الاشارة الى قيمها المعرفية والعلمية وإمكانية الاستفادة منها دنياً ودين. ولا تحدد في اي جزئية من جزئية الأنفس بل تشمل الكل. وهذا بالضبط ما تنبه وما زال يتنبه اليه العلماء بشتى أصنافهم ، والبحث موضع الترجمة يتكلم عن نفسه كمصداق من هذه المصاديق.
--النص--
تماما كالعمال في مصنع، الانزيمات تستطيع ان تصنع المنتج النهائي بشكل أكثر كفاءة لو اجتمعت معا في مكان واحد ومرّرت المادة النية من إنزيم الى آخر ، على غرار خط الانتاج. وهذا وفقا لعلماء في معهد بيكر كورنيل لصحة الحيوان، الفريق الأول الذي أعاد انشاء المسار البيولوجي ذي العشر خطوات وربط كل الانزيمات بجسيمات نانوية.
لقد كان هذا ملهماً للباحثين لدراسة كيف يمكن للجسيمات النانوية أن تكتسب الوظائف البيولوجية من خلال الانزيمات التي تدفع بذيول الحيوانات المنوية، التي تحول السكر إلى لاكتات وطاقة بسرعة بحيث تتمكن الحيوانات المنوية من السرعة بمعدل يبلغ خمس مرات طول جسمها في الثانية الواحدة.
الصورة تبين الإنزيمات المربوطة على اليسار والانزيمات العائمة على اليمين
"لدى الحيوانات المنوية نظام منتج للطاقة فعال للغاية " كما قال المؤلف الرئيسي للدراسة شيناتسو موكاي، طالب ما بعد الدكتوراه. في مختبر معهد بيكر أليكس ترافيس، الأستاذ المشارك في علم الأحياء الإنجابي، موكاي وغيره قد عكفوا على دراسة الأيض ووظائف الحيوانات المنوية. كان لدى ترافيس فكرة لتقليد طريقة تعلق انزيمات ذيل الحيوانات المنوية بداعم صلب قوي في محاولة منه لتحقيق نفس الكفاءة في الأجهزة الصغيرة التي هي من صنع الإنسان. وتلقت هذه الدراسة منحة من المعهد الوطني للصحة ونشرت في مجلة ANGEWANDTE Chemie في ٣٠ نوفمبر ٢٠١٦.
في معظم الخلايا، الغالبية العظمى من الإنزيمات التي تقوم بعملية تحويل السكر إلى طاقة، تدعى تحلل الغلوكوز، تعوم وتلتقط الجزيئات التي تعمل عليها في وقت حدوثها. ولكن في الحيوانات المنوية، الإنزيمات التي تقوم بتحلل السكر لها مناطق خاصة تربط الإنزيمات بسقالة من البروتين الصلبة التي تقع مباشرة تحت الغشاء الذي يغطي الخلية ويغطي معظم طول الذيل.
"والسكر يدخل عبر الغشاء، ويصطدم مع الانزيمات فورا من الاسفل ، ومن ثم يتم معالجته ويستمر في المسار، مما يتيح إنتاج الطاقة بطريقة عالية الإنتاجية" كما قال ترافيس.
تتم معالجة جزيء السكر من البداية الى النهاية بالانزيمات الملصقة بالجسيمات النانوية. مقارنة بالانزيمات العائمة الحرة في المحلول، فان نظام الانزيم المربوط يعالج الجلوكوز حتى المنتج النهائي، اللكتات، بطريقة أكثر كفاءة، تاركاً خلفه تركيزات من المنتجات الوسيطة التي هي اخف من نظام الانزيمات العائمة الحرة. الحصول على طريقة من ١٠ خطوات للعمل مع جميع المكونات المربوطة تعتبر زيادة هائلة مما ذكر في الدراسات السابقة، والتي تحدثت عن خطوتين الى ثلاث خطوات .
وقال ترافيس. في الحيوانات المنوية، يتم استخدام الطاقة لمساعدة الحيوان المنوي على السباحة وعلى إعطاء الإشارات التي تتيح لها تخصيب البويضة، ولكن في الجسيمات النانوية، يمكن استخدام الطاقة لتشغيل الأجهزة التي تقوم بمجموعة متنوعة من الوظائف.
"تخيل أجهزة بحجم خلايا الدم، كل منها يحمل علاجاً كيميائياً. إذا تم تجهيزه بهذا النوع من المحركات، اذاً يمكن لهذه الأجهزة أن تولد طاقتها من السكر الموجود في مجرى الدم. باستخدام مضخات جزيئية مشغلة بتلك الطاقة، يمكن للأجهزة ان تأخذ العلاج الكيميائي بوتيرة محددة الى حيث الحاجة اليها، مثلاً في موقع الأورام السرطانية "بحسب ترافيس. فريق ترفيس قد طبق بالفعل مفهوم الانزيمات المربوطة في جهاز للكشف عن علامات السكتة الدماغية أو إصابات في الدماغ من عينات الدم، ترافيس وفريقه البحثي يخططون لتسويق هذه التقنية
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق