الوقود الأحيائي... دراسة في تحليل جزيئات النباتات

شبكة النبأ: يعكف العلماء في مختبر إيمز التابع لوزارة الطاقة الأميركية على تكييف أدوات تُستخدم في حقلي الكيمياء والطب وتهيئتها لأجل فهم الجزيئات الصغيرة التي تشكل اللبنة الأساسية للعمليات البيولوجية في النباتات على نحو أفضل.

إن زيادة المعارف بالآليات الدقيقة للعمليات البيولوجية للنباتات "ستفتح مجالات جديدة للدراسة، وهي مجالات قد يكون لها مضامين طويلة الأجل لأبحاث الوقود الأحيائي والخصائص الوراثية للمحاصيل،" بحسب ما جاء في بيان صحفي للمختبر يوم 9 آب/أغسطس الجاري.

ويقوم علماء مختبر إيمز باختبار أساليب لتطبيق القياس الطيفي للكتل على أنسجة النباتات ما يتيح نظرة ثاقبة وأكثر تعمقًا على الجزيئات التي تعمل داخل الأنسجة مما كان متاحًا للعلماء في أي وقت مضى.

والقياس الطيفي للكتل هو أسلوب غالبًا ما يقترن بالكيمياء التحليلية، فهو نظام لقياس الذرات والجزيئات لتقرير وزنها الجزيئي ما يوفر تبصرًا أعمق في طبيعة المادة موضع الدراسة. بحسب موقع آي آي بي ديجيتال.

وهذا الأسلوب الذي تعود أصوله إلى نهاية القرن التاسع عشر والذي يعرف بقياس الكتل الطيفي بواسطة التأيّن والامتصاص وبمساعدة الليزر (ويعرف اختصارًا بالأحرف اللاتينية بـ’’MALDI-MS‘‘)، تم تكييفه وتعديله في المجالين الطبي والصيدلاني على مدى العقد الماضي أو ما يقرب من ذلك.

وذكر يونغ جين لي، العالم وعضو هيئة التدريس في مختبر إيمز: "في حقل الطب، أن الباحثين كانوا يستخدمون هذا النوع من القياس الطيفي لرسم خريطة البروتينات في السرطان البشري وتخيل انتشار العقاقير داخل الأنسجة. لكن في السنوات الأخيرة باشرت الهيئات العلمية بالنظر إلى قياس الكتل الطيفي بواسطة التأيّن والامتصاص وبمساعدة الليزر (MALDI-MS) كأسلوب محتمل لرسم خريطة الأيضات في المواد النباتية."

والأيضات هي مركبات عضوية تستخدم وتتكون من خلال عملية الأيض في كل خلية من خلايا المخلوقات الحية. وكانت أساليب التحليل السابقة التي استخدمها العلماء قد أتاحت لهم الاطلاع على ما تفعله أيضات النباتات في الخلايا وكيف، وليس أين، تقوم بها.

أما باسل نيكولاو العالم في مختبر إيمز الذي يشرف على مشروع الأبحاث هذا فقال: "قبل إحراز ذلك التقدم ومن أجل تحليل المواد النباتية كان العلماء مرغمين على سحق الأنسجة. وكنا نفقد معلومات حيزية وبالأخص مكان وجود الأيضات في مختلف أنواع الخلايا النباتية."

أما العالم لي، فقال في هذا الموضوع: "من خلال هذا الأسلوب بمقدورنا أن نرى توزيع هذه الأيضات في أنسجة النباتات على مستوى كل خلية بمفردها." وأضاف أن أسلوب التصوير يمكن أن يحدد مكان الجزيء داخل خلية النبات بمقياس يبلغ عرضه ربع عرض شعرة الإنسان.

ودرس فريق لي الذي تعاون مع علماء ألمان بذور القطن وهو محصول له إمكانيات مستقبلية بأن يصبح مصدر وقود أحيائي. وحاليا يستخدم الزيت المستخرج من البذور في صناعة الأطعمة.

وإذا قدر أن تستخدم النباتات عمومًا كمصدر طاقة على نطاق واسع سيكون من الضروري التوسع في فهم كيف يعمل الكربون داخل الخلايا حسب قول نيكولاو الذي أضاف: "إذا أردنا صنع كيماويات تتجدد حيويًا فإن الكربون يأتي من خلال عملية التركيب الضوئي، وبواسطة النباتات. وهذه العملية تحدث في أجزاء غير مترابطة داخل الكائن الحي وفي خلايا بمفردها. والعلم بحاجة لأن يعرف المعلومات الحيزية البالغة التفصيل كي يستفيد منها إلى أقصى حد."

شبكة النبأ المعلوماتية- الاثنين 17/أيلول/2012 - 29/شوال/1433