أغنية لمغادرة الكيبوتس

لقد واجهت الرؤية المثالية للحياة في مجتمع ما صعوبة في مجتمع الكيبوتس، ولكن في عالم البكتيريا، تزدهر مجتمعات ضخمة تسمى الأغشية الحيوية في العديد من المواقف. كل مجتمع من هذه المجتمعات محمي بمصفوفة خارجية، بحيث تكون البكتيريا محمية بشكل أفضل بكثير من المخاطر البيئية، مقارنة بتلك التي تعيش بحرية في الخارج.

لقد واجهت الرؤية المثالية للحياة في مجتمع ما صعوبة في مجتمع الكيبوتس، ولكن في عالم البكتيريا، تزدهر مجتمعات ضخمة تسمى الأغشية الحيوية في العديد من المواقف. كل مجتمع من هذه المجتمعات محمي بمصفوفة خارجية، بحيث تكون البكتيريا محمية بشكل أفضل بكثير من المخاطر البيئية، مقارنة بتلك التي تعيش بحرية في الخارج.

حتى عندما كانت طالبة، كانت الدكتورة إيلانا كولودكين غال مفتونة بقدرة البكتيريا على إنشاء مجتمعات وبلديات منظمة، ليس فقط لأن هندستها المعمارية أذهلتها، ولكن أيضًا بسبب الأسئلة التي نشأت في ذهنها بعد القيود المفروضة بداخلها على البكتيريا الفردية: ماذا يحدث لحرية الاختيار في هذه الحالة؟ هل تستطيع بكتيريا واحدة أن تغادر "الكيبوتس"؟

هذه ليست مجرد أسئلة فلسفية. إن معرفة كيفية تفكيك المجتمعات البكتيرية، أو على العكس من ذلك الحفاظ عليها، قد تكون مسألة ذات أهمية عملية من الدرجة الأولى. وتتشكل مثل هذه المجتمعات، على سبيل المثال، في صمامات القلب الاصطناعية، والقسطرة، والمفاصل الاصطناعية، وتقريباً كل الأطراف الاصطناعية الأخرى المزروعة في جسم الإنسان. يعد علاج هذه الالتهابات أمرًا صعبًا بشكل خاص، لأن البكتيريا الموجودة في الأغشية الحيوية مقاومة للعديد من المضادات الحيوية، لكن طبيعة هذه المقاومة لا تزال غير مفهومة جيدًا. كما أن الأغشية الحيوية التي تتشكل على جروح مرضى السكري تكون مقاومة للعديد من المضادات الحيوية، مما يؤدي في بعض الأحيان إلى موت الأنسجة، الأمر الذي يجب إزالته جراحياً. يتم تغطية رئتي الأشخاص المصابين بالتليف الكيسي بأغشية حيوية تؤدي إلى إتلاف أنسجة الرئة وتسبب صعوبات شديدة في التنفس. في المقابل، تعتبر الأغشية الحيوية التي تغطي جذور النباتات مفيدة بشكل استثنائي لأنها تحمي النباتات من الآفات.

خلال دراسات ما بعد الدكتوراه في جامعة هارفارد، بدأت الدكتورة كولودكين-جال في التحقيق في التحلل الطبيعي للمجتمعات البكتيرية، والذي يحدث أحيانًا عندما تصبح سميكة جدًا بحيث لا تسمح بدخول العناصر الغذائية، وتتراكم الكثير من النفايات البكتيرية. وكانت قادرة على التعرف على جزيئات صغيرة تسمى الأحماض الأمينية D، التي تفرزها البكتيريا نفسها للهروب من المصفوفة. علاوة على ذلك، أظهرت أنه من الممكن استخدام هذه الجزيئات ليس فقط لتحطيم الأغشية الحيوية الموجودة، ولكن أيضًا لمنع تكونها. واكتشفت لاحقًا عدة جزيئات أخرى، ذات شحنة موجبة، تعمل على إذابة الأغشية الحيوية، ووجدت أن بعضها قادر على تحطيم الأغشية الحيوية المصنوعة من العديد من سلالات البكتيريا، لكن بعضها فعال ضد سلالات قليلة فقط.

في مختبرها الجديد في قسم الوراثة الجزيئية في معهد وايزمان للعلوم، تواصل الدكتورة كولودكين غال هذه الدراسات. تهدف إلى معرفة كيفية بناء السقالات الداخلية التي تربط الأغشية الحيوية معًا، وكيف تؤثر التغيرات الهيكلية في الغلاف الخارجي للبكتيريا على سلوكها داخل مجتمع الأغشية الحيوية.

فتحت هذه الدراسات اتجاهًا جديدًا في علم الأحياء الدقيقة، مما قد يؤدي إلى تطوير طرق لتكسير الأغشية الحيوية التي تسبب مشاكل طبية. وفي هذا السياق، تعتبر الأبحاث التي أجراها الدكتور كولودكين غال حول بكتيريا المكورات العنقودية، وهي سبب شائع للعدوى لدى البشر، في غاية الأهمية.

ومن ناحية أخرى، فإن أبحاثها حول البكتيريا المفيدة قد تؤدي إلى تطوير أساليب من شأنها تعزيز تنظيمها في المجتمعات المحلية، على سبيل المثال لحماية جذور النباتات بشكل أفضل. سيكون هذا النهج أكثر صداقة للبيئة من حماية الجذور بالمبيدات الحشرية. وهناك مشروع آخر يتعلق بحماية البيئة يتضمن أفكاراً جديدة لمعالجة ثاني أكسيد الكربون الذي يعتبر عاملاً مهماً في ظاهرة الاحتباس الحراري. ويمكن استخلاص مثل هذه الأفكار من المجتمعات البكتيرية "المتخصصة"، التي تحول هذا الغاز إلى معدن صلب.

شخصي
ليس من السهل إنشاء مختبر جديد وفي نفس الوقت تربية طفل صغير، لكن الدكتورة إيلانا كولودكين غال لا تخجل من هذه الصعوبة. عندما أنجبت ابنها يوفال، قبل عامين، وهي في منتصف دراستها ما بعد الدكتوراه في جامعة هارفارد، لم تقلل من ساعات عملها، بل قامت فقط بتوزيعها بشكل مختلف. نظرًا لأنها لم تعد قادرة على البقاء في المختبر حتى الساعة التاسعة مساءً، فقد قامت بملء الفجوات في عطلات نهاية الأسبوع. واليوم، عندما يصبح جدول أعمالها أكثر ازدحامًا، تجد الوقت لكتابة طلبات المنح البحثية وقراءة الكتب بعد الساعة 9:23 مساءً، بعد أن ينام ابنها.

ولدت كولودكين-غال في حولون، وحصلت على الدكتوراه في علم الأحياء الدقيقة بمرتبة الشرف من الجامعة العبرية في القدس عام 2009. وفي العام نفسه، حصلت على منحة دراسية من معهد وايزمان، كجزء من البرنامج الوطني للنهوض بالمرأة. في العلوم، بهدف مساعدة خريجي الدكتوراه المتميزين على مواصلة أبحاث ما بعد الدكتوراه في الخارج مع أسرهم، وهي ممتنة بشكل خاص. أتاحت المنحة لزوجها، الدكتور درور كولودكين-غال (كلاهما اعتمدا اللقب المزدوج بعد زواجهما)، أن ينضم إليها في بوسطن، حيث استغرق الأمر عدة أشهر للعثور على عمل. يدير درور الآن الأبحاث في مجال السرطان في مركز هداسا الطبي في القدس. تعيش العائلة بالقرب من معهد وايزمان.