اكتشفت دراسة أجريت في التخنيون ونشرت اليوم في مجلة Nature عائلة جديدة من البروتينات الحساسة للضوء في مياه بحيرة طبريا. وهذا هو أول اكتشاف لعائلة جديدة من هذه البروتينات منذ عام 1971. وقد أجريت الدراسة بتعاون عبر القارات بين باحثين من إسرائيل واليابان والولايات المتحدة.
اكتشف باحثون في كلية الأحياء في التخنيون، لأول مرة منذ عام 1971، عائلة جديدة من البروتينات الحساسة للضوء. وتم اكتشاف البروتينات في بحيرة طبريا. البحث، الذي نُشر اليوم في مجلة Nature المرموقة، أجرته طالبة الدكتوراه ألينا بوشكارب بتوجيه من البروفيسور عوديد باجا من مختبر الأحياء الدقيقة البحرية في التخنيون.
تسمح البروتينات التي تستجيب للضوء للكائنات الحية بحصد الطاقة الشمسية. هذه البروتينات مسؤولة عن حصاد الطاقة الشمسية في عمليتين أساسيتين في الطبيعة: عملية التمثيل الضوئي، التي تتم في النباتات البرية والطحالب والبكتيريا الزرقاء (البكتيريا الزرقاء)؛ وأنظمة ربط الشبكية (الرودوبسين)، والتي تستخدمها العديد من الكائنات الحية الدقيقة وكذلك في الجهاز البصري لمختلف الحيوانات، بما في ذلك البشر. يقع الرودوبسين في غشاء الخلية ويقوم بخياطة هذا الغشاء 7 مرات مثل الخيط. يوجد داخل نفس البنية في الغشاء مشتق من فيتامين أ، يسمى الشبكية ويساعد البروتين على التفاعل مع الضوء.
تم اكتشاف أول رودوبسين في عام 1876 من قبل الباحث الألماني فرانز كريستيان بول، الذي وجدها في شبكية الضفدع. في عام 1971، أي بعد 100 عام تقريبًا، اكتشف باحثون من جامعة كاليفورنيا عائلة جديدة من الرودوبسين. كان ذلك عندما حاولوا فهم سبب اللون الأرجواني لبكتيريا Haloarchaea القديمة التي تعيش في المياه شديدة الملوحة. وبعد ثلاثة عقود فقط، أدى هذا الاكتشاف إلى تطوير مجال جديد من الأبحاث: علم البصريات الوراثي. يعتمد هذا المجال على استخدام الرودوبسين من النوع الأول لإثارة الخلايا العصبية وحتى الخلايا العصبية المفردة في الثدييات. واليوم، تنخرط العديد من المجموعات البحثية في هذا المجال في سياق علاج الأمراض العصبية، وتصحيح اضطرابات ضربات القلب، وغير ذلك، وقد يمهد الاكتشاف الحالي مسارات جديدة في عالم علم البصريات الوراثي.
وفي الدراسة الحالية، سعى الباحثون إلى العثور على رودوبسينات جديدة تماما في الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في مياه بحيرة طبريا في ذروة الصيف، أي في ذروة الإشعاع. إن بحر الجليل، مثل أي بيئة طبيعية، مشبع بالكائنات الحية الدقيقة، ولكن من المستحيل زراعتها في الظروف المخبرية. ولهذا السبب قام بوشكاريف والبروفيسور باجا بإجراء الأبحاث على بكتيريا E.coli، حيث تعاملا معها كآلة لإنتاج البروتينات - نفس بروتينات بكتيريا كينيريت.
اكتشف الباحثون خلال الدراسة، عندما أضافوا الشبكية إلى وسط النمو، الجين الذي يتسبب في اكتساب البكتيريا لونًا أرجوانيًا عميقًا. وتبين أن هذا الجين ينتمي إلى عائلة غير معروفة من الرودوبسينات المثبتة في غشاء الخلية بشكل عكسي، أي عند 180 درجة بالنسبة للرودوبسينات الأخرى المعروفة. علاوة على ذلك، فقد تبين أن الرودوبسينات هذه توجد تقريباً في كل بيئة مالحة أو مياه عذبة، ورغم الدراسات العديدة التي أجريت في مثل هذه البيئات لم يتم اكتشافها حتى الآن. أعطى الباحثون هذه الرودوبسينات اسمًا فريدًا: هليودوبسينات (هيليو - صن)، ويأملون أن تتمكن هذه العائلة الجديدة من تعزيز البحث الطبي وخاصة العلاج البصري الوراثي.
תגובה אחת
لم يتم صياغتها بشكل واضح بما فيه الكفاية 🙁