تحول داخل الخلايا يكشفه الفحص المجهري فائق الدقة الجديد super resolution - Lebanon news - أخبار لبنان
Connect with us
[adrotate group="1"]

صحة

تحول داخل الخلايا يكشفه الفحص المجهري فائق الدقة الجديد super resolution

إذا كنت ترغب في فهم آليات الحركة والانقسام الخلوي الأساسية، فإن المُريكز centriole هو العضية organelle التي عليك دراستها. تحتوي كل خلية على زوج من المُريكزات centrioles التي تساعدها على فصل الكروموسومات (الصبغيات) أثناء انقسام الخلية. هذه العضيات الخاصة عبارة عن آلات متعددة الجزيئات multi-molecular machines، تتكون من مئات البروتينات، كما أن لديها شيفرة خفية…

Published

on

تحول-داخل-الخلايا-يكشفه-الفحص-المجهري-فائق-الدقة-الجديد-super-resolution

إذا كنت ترغب في فهم آليات الحركة والانقسام الخلوي الأساسية، فإن المُريكز centriole هو العضية organelle التي عليك دراستها. تحتوي كل خلية على زوج من المُريكزات centrioles التي تساعدها على فصل الكروموسومات (الصبغيات) أثناء انقسام الخلية. هذه العضيات الخاصة عبارة عن آلات متعددة الجزيئات multi-molecular machines، تتكون من مئات البروتينات، كما أن لديها شيفرة خفية من أجل التعديلات ما بعد الترجمة الجينية post-translational modifications. ترتبط هذه الشيفرة بتحديد صلابة أو مرونة هذه المُريكزات centrioles، والتي قد تساعدنا بدورها في شرح كيفية عملها.

بناءً على الدراسات السابقة التي غالبًا ما استخدمت المجهر الإلكتروني electron microscopy، فقد استطعنا معرفة البنية الأساسية للمُريكزات . لكن التعديلات ما بعد الترجمة الجينية غير مرئية لهذا المجهر الإلكتروني، فكيف تبدو إذا؟

مخطط يبين شكل المريكزات.

بفضل تقنية المجهر الفلوري فائق الدقة super resolution fluorescence microscope التي طورها علماء الفيزياء الحيوية في المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان أصبح لدينا الآن صورة مفصلة لهذه البنى النانومترية، خارج الخلية وداخلها. وكما كان متوقعا، للمُريكزات شكل الرصاصات المسننة، أي أنها أسطوانية مع تسعة حواف طولية، وقطرها ينحرف في إحدى نهايتيها. ونظرًا لهذه الدرجة العالية من التنظيم، فقد فوجئ العلماء عندما وجدوا أن بعض هذه التعديلات بعد الترجمة تلتف حول النتوءات المتواجدة على أطراف المُريكز، وقد نشرت هذه النتائج في مجلة Nature Methods.

مقطع عرضي للمريكزات باستخدام المجهر الإلكتروني.

تقول الفيزيائية الحيوية سوليانا مانلي رئيسة مخبر الفيزياء الحيوية التجريبية أنه غالبًا ما تفسر التشابهات في بنى الآلات متعددة الجزيئات على تشابهات في أدائها لوظائف متنوعة. فيمكن أن تشكل التعديلات ما بعد الترجمة الجينية شيفرة خاصة تمكن البروتينات من الالتحام الجزيئي docking مع جزيئات أخرى، ولكن يمكن لهذه التعديلات أيضًا أن تثبت المريكز أثناء عملية سحب القوى أثناء الانقسام الكروموسومي. ما زلنا لا نعرف سبب وجود هذا الالتفاف في بنية المريكز مما قد يقدم مفتاحًا لحل لغز آلية عمل المريكزات.

تقنيات التصوير الفائق الدقة المطور

إن المريكزات centrioles أصغر بحوالي 100 مرة من خلية الثدييات، وأصغر بألف مرة أصغر من شعر الإنسان. لذا تتطلب ملاحظتها داخل الخلايا الحية تحسين تكنولوجيا المجهر فائق الدقة، الذي يستخدم الضوء لاستقصاء العينات، لذا تكون الطرق القديمة بطيئة جدًا في الدراسات البنيوية. حسنت دورا ماهيسيتش، وهي طالبة دكتوراه في المخبر المذكور أعلاه، تصميم الإضاءة لزيادة حجم الصور التي يمكن أن يلتقطها المجهر، وذلك من خلال توفير الضوء بشكل أكثر اتساقًا عبر مجال الرؤية.

يختلف المجهر الفلوري فائق الدقة عن المجهر الضوئي light microscope التقليدي اختلافا كبيرا، حيث يمكن استعمال الأخير في السنوات الأولى للدراسة لدى طلاب علم الأحياء. أما المجهر الفلوري فائق الدقة في الواقع نظام معقد للمرايا والعدسات، التي صممت بعناية لكي تشكل وتوصل ضوء الليزر إلى العينة. لقد قام علماء الفيزياء الحيوية بدمج هذا النظام مع تحضير متقدم للعينة، حيث يستخدم كلا من التكبير الفيزيائي للعينة والمركبات فلورية fluorophores لتجعل البروتينات، وهي لبنات الحياة، تعيد إطلاق الضوء وتبدو ظاهرة لنا.

يمكن استخدام هذه التقنية فائقة الدقة الجديدة لدراسة العديد من البنى الأخرى داخل الخلية، مثل المتقدرات mitochondria، أو للنظر في آلات أخرى متعددة الجزيئات، مثل الفيروسات.

Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*

code

صحة

رحلة البحث عن الفضائيين

يتناول كتاب “رحلة البحث عن الفضائيين” لمؤلفه م. محمد محمود الصديقي “علم الأحياء الفلكية” وهو علم تطور بتطور العلوم الحديثة الفلك والفيزياء والأحياء، وهي العلوم التي أسهمت في وصول الإنسان عبر المركبات الفضائية إلى الفضاء. وبناءً على ما تقدم يتساءل مؤلف الكتاب عن إمكانية وجود حياة أخرى خارج كوكب الأرض في هذا الفضاء الواسع، ويرتكز…

Published

on

By

رحلة-البحث-عن-الفضائيين

shadow

يتناول كتاب “رحلة البحث عن الفضائيين” لمؤلفه م. محمد محمود الصديقي “علم الأحياء الفلكية” وهو علم تطور بتطور العلوم الحديثة الفلك والفيزياء والأحياء، وهي العلوم التي أسهمت في وصول الإنسان عبر المركبات الفضائية إلى الفضاء.

وبناءً على ما تقدم يتساءل مؤلف الكتاب عن إمكانية وجود حياة أخرى خارج كوكب الأرض في هذا الفضاء الواسع، ويرتكز في مقاربته على فرضيات علمية ما يزال العلماء يحاولون برهنتها بالعلم والتجربة والتي يتم فيها إثارة بعض الأسئلة من قبيل: هل نحن وحيدون في هذا الكون؟ ولماذا نحن وحيدون؟ وما الذي يميز كوكب الأرض عن بقية الكواكب ليتفرد بوجود الحياة عليه؟ وما هي الظروف التي وُجدت على كوكب الأرض لتسمح بنشوء الحياة ولم توجد في الكواكب الأخرى؟ وهل هناك حياة أخرى في الفضاء؟

وللإجابة عن هذه الأسئلة وغيرها يستعرض الكتاب تاريخ الأحياء الفلكية في محورين: الأول (الأحياء) ويبحث عن أصل الحياة والخلايا والأماكن التي ظهرت عليها الحياة وظروف ودلائل الحياة البدائية “الأحافير والتوقيعات الكيمائية المحفوظة في السجل الجيولوجي” و”الستروماتوليت” وغيرها من الدلائل كما يكشف عن الحياة متعددة الخلايا التي توجد في كوكب الأرض. أما المحور الثاني فجاء بعنوان (الفضاء) ويبحث في أصل الفيروسات وهل أصلها يرجع إلى الفضاء؟ ثم يكشف عن كوكب المريخ والكواكب والأقمار التي قد تدعم الحياة. ويعرض “معادلة دريك” ويبين أهميتها لتقدير أعداد الحضارات التواصلية في المجرة وتشكيل الظروف الصالحة للسكن على كواكب أخرى. كما يزودنا بمعلومات عن قيام العلماء بالتواصل مع الحضارات الأخرى من خلال المركبتان الفضائيتان فوياجر 1 وفوياجر 2 وما احتوته اللوحة الشهيرة داخلها من معلومات عن كوكب الأرض تقدمها للكائنات الفضائية… ومعلومات أخرى ذات صلة.

تأليف: م. محمد محمود الصديقي

الفئة: علوم

المقاس: 14.5× 21.5 سنتم

عدد الصفحات: 120

الناشر: الدار العربية للعلوم ناشرون

ردمك: 978-614-01-3227-6

Continue Reading

صحة

كيف تشكلت المحيطات وما مصدر كل هذا الماء على سطح الأرض؟

مساحة المحيطات على الأرض أكبر من مساحة اليابسة بالطبع وهناك أيضًا الكثير من المياه المحبوسة على شكل جليد في القطبين الشمالي والجنوبي. ما مصدر كل هذه المياه؟ سؤال رائع أليس كذلك! ظل العلماء يطرحون هذا السؤال لفترة طويلة وما زلنا غير متأكدين تمامًا في الواقع ولكن قد يكون أصل الماء من مصدرين مختلفين. لنبدأ أولًا…

Published

on

By

كيف-تشكلت-المحيطات-وما-مصدر-كل-هذا-الماء-على-سطح-الأرض؟

مساحة المحيطات على الأرض أكبر من مساحة اليابسة بالطبع وهناك أيضًا الكثير من المياه المحبوسة على شكل جليد في القطبين الشمالي والجنوبي. ما مصدر كل هذه المياه؟ سؤال رائع أليس كذلك! ظل العلماء يطرحون هذا السؤال لفترة طويلة وما زلنا غير متأكدين تمامًا في الواقع ولكن قد يكون أصل الماء من مصدرين مختلفين.

لنبدأ أولًا بكيفية تشكل الأرض والكواكب الأخرى

بدايةً كانت هناك سحابة ضخمة من الغبار والصخور في الكون تقلصت هذه السحابة بعد ذلك بسبب الجاذبية مكونة الشمس والكواكب تدريجيًا.

كان التراب والصخر الأصلي يتكون من معادن تحتوي على الماء بداخلها كما كانت الأرض شديدة الحرارة في أثناء تشكلها إضافةً لوجود الكثير من البراكين في جوفها مما أدى الى انصهارها. شكّل الماء الكامن في الصخور بخارًا وانبثق من البراكين على شكل غيوم عملاقة سرعان مابردت وأمطرت ماءً بعد ذلك. وتعتبر هذه الظاهرة أول مصدر لجزء من الماء الذي نعرفه حاليًا.

احتوت السحابة الأصلية المكونة من الغبار والصخور الكثير من القطع الصخرية المتشكلة من الجليد تمامًا ككرات الثلج العملاقة ولا تزال الكثير من هذه القطع تدور حول الشمس وتسمى المذنبات، وقد وجد المليارات منها عندما كانت الكواكب تتشكل كما أن عدد كبير منها على تحطم وذاب عند اصطدامه بالأرض محررًا المياه التي كانت بداخله وهذا هو المصدر الثاني لبقية المياه.

السؤال المطروح هو كيف تشكل الماء في الكون في المقام الأول؟ سؤال مهم جدًا ولكن سنجيب عنه في مناسبة أخرى أما الإجابة المختصرة هي: يتكون الماء من ذرات الهيدروجين والأكسجين والذرات هي اللبنات الأساسية الصغيرة للكون (بما في ذلك أنت وأنا).

تشكلت ذرات الهيدروجين في الماء في الانفجار العظيم الذي يعتبر نشأة الكون ثم تشكلت ذرات الأكسجين بعد ذلك في النجوم ومن ثم اجتمعت الذرتان (الهيدروجين والأكسجين) وتشكل الماء نتيجة لذلك.

إن هذا الماء على سطح الأرض قديم وثمين فلنعتني به.

Continue Reading

صحة

وفاة امرأة في الولايات المتحدة الأمريكية بعد إصابتها ببكتيريا مقاومة ل26 مضادًا حيويًا!

في العام الماضي، لم يتمكن الأطباء في الولايات المتحدة الأمريكية من علاج مريضة مصابة بسلالة بكتيرية كانت مقاومة ل26 نوعًا مختلفًا من المضادات الحيوية. بعد إخضاع البكتيريا لفحوصات متعددة، وجد الأطباء أنها مقاومة لجميع الأدوية المضادة للميكروبات المتوفرة، ولسوء الحظ توفيت المريضة البالغة من العمر 70 عامًا جراء العدوى. ذكر تقرير مفصل -صدر حديثًا عن…

Published

on

By

وفاة-امرأة-في-الولايات-المتحدة-الأمريكية-بعد-إصابتها-ببكتيريا-مقاومة-ل26-مضادًا-حيويًا!

في العام الماضي، لم يتمكن الأطباء في الولايات المتحدة الأمريكية من علاج مريضة مصابة بسلالة بكتيرية كانت مقاومة ل26 نوعًا مختلفًا من المضادات الحيوية. بعد إخضاع البكتيريا لفحوصات متعددة، وجد الأطباء أنها مقاومة لجميع الأدوية المضادة للميكروبات المتوفرة، ولسوء الحظ توفيت المريضة البالغة من العمر 70 عامًا جراء العدوى.

ذكر تقرير مفصل -صدر حديثًا عن مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها- سلط الضوء على الخطر الأكبر الذي يتهدد الصحة العامة العالمية جراء ظهور بكتيريا شديدة المقاومة: أدخلت المرأة الواردة في التقرير في البداية إلى مستشفى في رينو بولاية نيفادا، بعد عودتها من رحلة طويلة إلى الهند، وكانت مصابة بتورم ملوث في وركها الأيمن.

بعد أن أجرى الأطباء الفحوصات، اكتشفوا أنها مصابة بنوع من البكتيريا المعوية المقاومة للكاربابينيم Carbapenem-resistant Enterobacteriaceae والمعروفة باسم كليبسيلا نيمونيا Klepsiella pneumonia. تعيش هذه البكتيريا في القناة الهضمية دون التسبب بأي مشاكل في العادة، وتعتبر انتهازية في طريقة العدوى. ويبدو في حالة المرأة الواردة في التقرير الأخير، أن العدوى دخلت الى العظم وانتشرت في الورك بعد إصابة المرأة بكسر في عظم الفخذ في الهند.

بحلول الوقت الذي وصلت فيه إلى المستشفى في رينو، انتشرت العدوى مسببة التهابات في جميع أنحاء جسدها، لأن جهازها المناعي حاول التصدي للسلالة الفتاكة. لكن بعد مجموعة من الاختبارات، وجِدَ أنها مقاومة لجميع المضادات الحيوية المتاحة حاليًا للاستخدام في الولايات المتحدة الأمريكية. في نهاية المطاف استسلمت المريضة لصدمة إنتانية (تعفن الدم) وتوفيت.

من غير المرجح أن المرأة أصيبت بالبكتيريا شديدة المقاومة في الولايات المتحدة الأمريكية، قياسًا بالوقت الذي قضته في الهند، والفترة التي قضتها هناك في المستشفى في العامين الماضيين. يشير مؤلفو التقرير إلى أنها ربما التقطت العدوى في الخارج. فقد أصبحت «الجراثيم الخارقة» شائعة بشكل متزايد في الهند، ومع سهولة السفر النسبية، تزايد خطر انتشار البكتيريا أيضًا.

يوصي التقرير أن يولي الممارسون الطبيون مزيدًا من الاهتمام بالمكان الذي قد يكون المرضى عولجوا فيه سابقًا، وإجراء الاختبارات وفقًا لذلك. يجدر الإشارة إلى أن هذه ليست الحالة الأولى للبكتيريا عالية المقاومة التي عثر عليها في الولايات المتحدة الأمريكية، لكنها تبقى نادرة الحدوث.

علاوة على ذلك، تلاشى اكتشاف المضادات الحيوية الجديدة على مدى العقود القليلة الماضية مع زيادة عدد السلالات المقاومة، مما دفع الكثيرين للتنبؤ أننا ندخل عصر ما بعد المضادات الحيوية.

Continue Reading
error: Content is protected !!