من الأصداف إلى العظام، تحتوي الهياكل العظمية لجميع الكائنات الحية على كميات ضئيلة من العناصر المعدنية مثل المغنيسيوم. ومن المهم أن نفهم العلاقة بين هذه التركيزات والبيئة القديمة التي عاش فيها ذلك الكائن.
من الأصداف إلى العظام، تحتوي الهياكل العظمية لجميع الكائنات الحية على كميات ضئيلة من العناصر المعدنية مثل المغنيسيوم. وبما أن تركيزات هذه العناصر توفر أدلة مهمة فيما يتعلق بالبيئة التي كانت سائدة في الماضي، فقد بُذل جهد كبير لفهم العلاقة بين هذه التركيزات والبيئة القديمة التي عاش فيها نفس الكائن الحي.
وفي عدد أكتوبر من مجلة ساينس، نشر الباحثان الدكتور أليسون ستيفنسون وأستاذ العلوم الجيولوجية في كلية العلوم بفيرجينيا باتريشيا دوف وزملاؤهما أن بروتينًا محبًا للماء، يشبه في طبيعته تلك الموجودة في الكائنات المتكلسة، زيادة كبيرة في محتوى المغنيسيوم في الكالسيت.
قال الباحث دوف: "لقد علمنا بالفعل من الأبحاث السابقة التي أجريت في مجموعتنا أن كيمياء الببتيدات البسيطة وكذلك البروتينات الأخرى يمكن توجيهها بحيث يمكنها التأثير على التحكم في نمو البلورات ومورفولوجيتها". "من هذا الفهم أدركنا أن قدرة بعض المركبات البيولوجية على الامتصاص في الماء قد تؤثر أيضًا على كمية الشوائب الموجودة في المعادن."
وأشار الباحث إلى أن "جميع الكائنات الحية تستخدم البروتينات لإنشاء هياكل معقدة ذات وظائف غير عادية من المعادن". ومع ذلك، فإن هذه النتيجة مهمة بشكل رئيسي للجيولوجيين لأن محتوى المغنيسيوم في الفحم (الكربونات) يستخدم كنوع من مقياس الحرارة الجيولوجي. أي أننا نعلم أن محتوى المغنيسيوم يزداد مع ارتفاع درجة الحرارة، لكننا الآن نفهم أن بعض المركبات البيولوجية قد تؤثر أيضًا على هذا "التوقيع" الفريد. وتثير النتائج تساؤلات بشأن العلاقات المتبادلة بين العوامل المختلفة التي تؤثر على المحتوى المعدني في المركبات البيولوجية."
تقدم النتائج أيضًا رؤى جديدة فيما يتعلق بإعداد المواد نظرًا لأن مستوى عالٍ من التحكم في تركيز الشوائب غالبًا ما يكون مطلوبًا للحصول على خصائص معينة مثل القوة والتوصيل الكهربائي. وأوضح الباحث أنه من خلال استخدام المركبات البيولوجية، قد يكون من الممكن تعديل العدوى، وخاصة تقليلها إلى المستويات المرغوبة. بالإضافة إلى ذلك، يقدم هذا البحث الأساسي طرقًا جديدة للنظر في الأصول البيوكيميائية لأمراض الهيكل العظمي وما إذا كانت الكيمياء الحيوية المحلية يمكن أن تؤثر على مستوى امتصاص المعادن السامة في الهيكل العظمي البشري".
