وهذا الاكتشاف الذي توصل إليه باحثون من جامعة تل أبيب قد يمهد الطريق لتطوير وسيلة رخيصة وفعالة لتنظيف مياه الشرب من الزرنيخ - الملوث السام الأكثر شيوعا في العالم.
اكتشف باحثون في قسم علم الحيوان بجامعة تل أبيب بكتيريا فريدة تخزن بداخلها كميات هائلة من عنصر الزرنيخ الكيميائي السام، والذي يعتبر حاليا الملوث الأول للمياه الجوفية في العالم. ويأمل الباحثون أن يتيح اكتشافهم تطوير طريقة فعالة لتنظيف المياه من العنصر المقاوم، الذي يلوث حاليًا مياه الشرب لعشرات الملايين من الأشخاص حول العالم.
تمت دراسة البكتيريا الموجودة في الإسفنج الشائع ثيونيلا سوينهوي من قبل الدكتور راي كيرين والدكتور بواز مايسل في مختبر أبحاث الإسفنج للبروفيسور ميخا إيلان، وتم إجراء البحث بالتعاون مع البروفيسور بوعز بوكروي من التخنيون ومع الدكتورة سيرين بكرا من مختبر لورانس الوطني في بيركلي، الولايات المتحدة الأمريكية.
البحث الرائد الذي يثير اهتمامًا كبيرًا في المجتمع العلمي الدولي، نُشرت بتاريخ 25.2.17 في مجلة Nature Communications.
نوع جديد من المعادن الحيوية
يوضح البروفيسور إيلان: "الإسفنج هو أقدم الحيوانات الموجودة اليوم على الأرض". "هذه مخلوقات مستقرة، تقوم باستمرار بتصفية المياه التي تعيش فيها، وتجمع منها العديد من المواد. وفي دراسة سابقة أجريناها منذ عدة سنوات، اكتشفنا أن الإسفنج "ثيونيلا سافيهوي"، وخاصة صنفه الذي يعيش في البحر الأحمر، يخزن كمية هائلة من عنصري الزرنيخ والباريوم - تصل إلى مليون مرة التركيز في بيئتها البحرية! وفي الدراسة الحالية أردنا معرفة ما هو العامل الموجود داخل الإسفنج المسؤول عن تراكم الزرنيخ".
يقول الدكتور كيرين إنه اعتقد منذ البداية أنها بكتيريا. ولاختبار هذه الفرضية، قام الباحثون بفصل خلايا الإسفنجة نفسها عن العديد من البكتيريا التي تعيش داخلها، ووجدوا أن الزرنيخ موجود بالفعل في مجتمع البكتيريا. وكشف الفحص بالمجهر الإلكتروني الماسح أن بكتيريا معينة تسمى "أنتوثيونيلا" هي التي تقوم بتخزين العنصر، وهو سام لجميع أشكال الحياة. كيف يفعل ذلك؟
كشفت اختبارات صارمة باستخدام وسائل متقدمة للتعرف على المواد عن اكتشاف مذهل لم يُلاحظ مثله بعد في العالم البيولوجي: "لقد اكتشفنا أن البكتيريا تقوم داخل جسمها بعملية كيميائية تتمثل في ربط الزرنيخ المذاب في الماء مع مادة الزرنيخ المذابة في الماء". عنصر الكالسيوم"، يقول الدكتور كيرين. "المنتج، المسمى pharmacolyte، عبارة عن بلورة صلبة، وهي ليست سامة على الإطلاق. وبهذه الطريقة يتم حفظ الزرنيخ داخل جسم البكتيريا، ولا يوجد خطر من تسربه إلى الخارج، وذوبانه مرة أخرى في الماء، وتحوله إلى مادة سامة مرة أخرى". ومن المهم أن نلاحظ أن نفس البكتيريا تقوم أيضًا بتخزين العنصر الكيميائي الباريوم بطريقة مماثلة - وهو أيضًا ملوث شائع يضر بصحتنا. في الواقع، يمكن القول أن البكتيريا تعمل داخل الإسفنج كعضو لإزالة السموم، كنوع من "البديل" لكبد الحيوانات الأكثر تطورًا.
بالنسبة للمجتمع العلمي، يقدم هذا الاكتشاف العديد من الابتكارات: أولاً، تركيز الزرنيخ في جسم البكتيريا هو الأعلى الذي تم قياسه في أي مكان على سطح الأرض بأكمله - بما في ذلك الرواسب الجيولوجية! كما أن العلم يعرف عددًا قليلًا جدًا من البكتيريا القادرة على إنتاج المعادن داخل أجسامها، وهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف بكتيريا تنتج الزرنيخ البلوري على شكل فارماكوليت. علاوة على ذلك، فإن الفارماكوليت بحد ذاته عبارة عن مادة تعرف بالرواسب الجيولوجية، ولكن حتى الآن لم يتم ملاحظة إنتاجها البيولوجي. وبعبارة أخرى، فإن الدواء الذي تنتجه بكتيريا Entotheonella هو نوع جديد تمامًا من المعادن الحيوية!
في المرحلة التالية من عمله، يرغب الدكتور كيرين في دراسة جينوم بكتيريا Entotheonella، بهدف تحديد موقع الجينات المشاركة في عملية تخزين الزرنيخ والباريوم وتحويلهما إلى مواد صلبة غير ضارة. الاتجاه الآخر للبحث المستقبلي هو البحث عن بكتيريا مماثلة تعيش في التربة أو المياه الجوفية، وهو الأمر الذي قد يؤدي إلى تقصير كبير في عملية تطوير تقنية لتنظيف مياه الشرب.
ويخلص البروفيسور إيلان إلى أن "الزرنيخ المذاب مادة شديدة المقاومة، وتبقى في البيئة إلى الأبد، وحتى يومنا هذا لم يتم العثور على طريقة فعالة لإزالتها من المياه الجوفية". "نأمل أن يساعد اكتشافنا في المستقبل في تطوير طريقة رخيصة وفعالة لتنظيف المياه الجوفية ومياه الشرب من الزرنيخ. مثل هذا التطور قد ينقذ صحة وحتى حياة عشرات الملايين من الناس."
تعليقات 5
يقتبس:
1.:
إن متطلبات الزرنيخ البشرية المحتملة هي 12 ميكروغرام / يوم
2:
وظيفة محتملة
يلعب الزرنيخ دورًا يؤثر على تحويل الميثيونين (حمض أميني) إلى مستقلباته توراين (حمض أميني آخر)، والميثيل القابل للتغير والبوليامينات؛ تشارك في مثيلة الجزيئات الحيوية المختلفة (مثل الهستونات).
الاحتياجات الغذائية ومصادرها
الاحتياجات البشرية على الأرجح بالقرب من 12mcg يوميا؛ مصادر الغذاء الغنية يمكن أن تكون الأسماك والحبوب ومنتجات الحبوب.
3:
قد يكون الزرنيخ ضروريًا للبشر
حتى الآن لم يتم العثور على وظيفة بيولوجية محددة للزرنيخ. تشير النتائج الحديثة إلى أن الزرنيخ له وظيفة تؤثر على استقلاب الأرجينين والزنك في الثدييات. قد يقوم الزرنيخ بذلك من خلال وظيفة في بعض أنظمة (أنظمة) الإنزيمات لأن الزرنيخ يمكنه تنشيط أو تثبيط الإنزيمات في المختبر. الاحتمال الآخر هو أن الزرنيخ له دور هيكلي كجزء من الغشاء الفوسفوريبيد.
على الرغم من أن الزرنيخ كان مرادفًا للسم لعدة قرون، وأن عددًا من التقارير ربطت الزرنيخ ببعض أشكال السرطان، إلا أنه في الواقع أقل سمية بكثير من السيلينيوم، وهو عنصر نادر ذو قيمة غذائية راسخة. يتم قياس الكميات السامة من الزرنيخ عمومًا بالملليجرام ويبدو أن نسبة الجرعة السامة إلى الجرعة الغذائية للفئران تقترب من 1250. وبالتالي فإن أي اعتقاد بأن أي شكل أو كمية من الزرنيخ غير ضروري أو سام أو مسرطن هو غير واقعي ويثير القلق. تظهر النتائج الموضحة في التقرير السابق أن هناك مستويات آمنة، وعلى الأرجح، ضرورية من مآخذ الزرنيخ التي من شأنها أن تسمح بصحة مثالية للحيوانات والبشر طوال العمر.
أبي
الرابط الذي قدمته (!) يعزز وجهة نظري... هناك عدد قليل جدًا من الأنواع المعروفة بأنها تحتاج إلى الزرنيخ. الرجل ليس بينهم..
للمعجزات
بداية الجملة التي جلبتها من ويكيبيديا لا تتعارض مع ما كتبته.
ثانيًا، يعد الزرنيخ أحد العناصر النزرة اللازمة بكميات صغيرة جدًا تبلغ حوالي 10 ميكروجرام يوميًا.
نظرًا لأن الزرنيخ قد تم استخدامه كسم لسنوات عديدة، ومن المحتمل أن يكون هناك فائض منه في سافا لدينا، وهو ما يمثل مشكلة أكبر، فمن المحتمل أن يكون هناك العديد من المقالات والدراسات حول موضوع سمية الزرنيخ وأقل عن الزرنيخ مثل عنصر صغري ضروري في الجسم، أعتمد عليه من ذاكرتي من دراسة الكيمياء الحيوية... ربما في المواقع التي تتناول التغذية والعناصر الدقيقة يمكنك العثور على المزيد من المواد حول هذا في الطعام.
على سبيل المثال هنا:
http://www.dcnutrition.com/minerals/arsenic-as/
أبي
من اين هذة المعلومات؟ تدعي ويكيبيديا خلاف ذلك:
تشير بعض الأدلة إلى أن الزرنيخ هو معدن أساسي في الطيور (الدجاج)، وفي الثدييات (الفئران والهامستر والماعز). ومع ذلك، الوظيفة البيولوجية غير معروفة
على أي أساس تقول أن ويكيبيديا خاطئة؟
ومن المهم أن نلاحظ أن الزرنيخ ليس مجرد سم.
الزرنيخ هو أحد المعادن الضرورية لجسم الإنسان، فهو يدخل في العمليات الأنزيمية في عمل الجهاز العصبي وغيرها، وإن كان بكميات قليلة جداً، إلا أنه من المستحيل العيش بدون الزرنيخ.