لماذا لا تقشر الطماطم

أنشأ علماء من معهد وايزمان قاعدة بيانات للمواد العضوية النشطة في النباتات، وطوروا برنامج كمبيوتر يتيح التعرف على المواد من خلال مقارنة النتائج التجريبية مع قاعدة البيانات. واكتشفوا أنه من الممكن استخلاص المواد العضوية النشطة من النباتات الشائعة، والتي كانت حتى الآن تنتج فقط من النباتات النادرة.

إليك سبب وجيه لعدم تقشير قشر الطماطم: في القشرة تحديدًا، كما اكتشف علماء معهد وايزمان للعلوم، توجد مضادات الأكسدة التي كانت حتى الآن مرتبطة بشكل أساسي بالبقوليات والبذور. هذه النتيجة هي نتيجة دراسة جديدة، والتي بمساعدتها أصبح من الواضح - بفضل تطوير طريقة جديدة - أن المواد العضوية النشطة، والتي يتم تحديدها مع النباتات الفردية، هي أكثر شيوعا في المملكة النباتية مما يميل إليه الناس ليفكر. وينطبق الشيء نفسه على المواد العضوية النشطة المستخدمة في إنتاج الأدوية ومنتجات العناية. هذه النتائج تم الإبلاغ عنها مؤخرًا في المجلة العلمية طبيعة الاتصالات.

ينتج كل نبات ما متوسطه 15,000 مادة عضوية نشطة تسمى المستقلبات. للتعامل مع المهمة الكبيرة المتمثلة في تحديد المستقلبات الرئيسية في أي مصنع معين، قام الدكتور نير شاف وأعضاء المجموعة الآخرون بقيادة البروفيسور عساف الهروني من قسم علوم النبات والبيئة، قاعدة بيانات للأيضات النباتية تسمى WeizMass. وفي وقت لاحق، قام الدكتور شاف بتطوير برنامج كمبيوتر، MatchWeiz، الذي يسمح بتحديد المستقلبات من خلال مقارنة النتائج التجريبية مع قاعدة البيانات.

عندما استخدم العلماء هذه الأدوات المحوسبة لفحص الاستخلاص من لحم الطماطم وقشرها، تمكنوا من تحديد أكثر من 20 مستقلبًا في الطماطم لم يتم التعرف عليها من قبل في هذا النبات، بما في ذلك مضادات الأكسدة الموجودة في الجلد والتي تنتمي إلى مجموعة القشور. وعندما قارنوا بين ثلاثة نباتات - الطماطم، والطحلب البطي، والأرابيدوبسيس، وهو نبات من العائلة الصليبية - اكتشف أن هناك تداخلاً بين المستقلبات التي تحتوي عليها النباتات، على الرغم من أن النباتات نفسها مختلفة تمامًا عن كل منها. آخر. على سبيل المثال، وجد العلماء أن نبات العدس المائي والأرابيدوبسيس يحتويان على كميات صغيرة من المواد العضوية الشائعة في الطب البديل. وقد تم حتى الآن إنتاج هذه المواد فقط من النباتات الطبية Zingiber officinale وGinkgo biloba وOrostachys japonicus. يقول البروفيسور أهاروني: "معنى ذلك أنه من الممكن استخلاص المواد من النباتات الشائعة التي لم يتم إنتاجها حتى الآن إلا من النباتات النادرة". "وبالتالي سنقلل من خطر اختفاء المستقلبات الفريدة من العالم في حالة انقراض الأصناف النباتية النادرة."

يضيف البروفيسور أهاروني أن "WeizMass وMatchWeiz قد يكونان أدوات قوية للغاية في دراسة التمثيل الغذائي للنباتات وفي تحديد المستقلبات ذات النشاط البيولوجي المفيد، على سبيل المثال - لتطوير أدوية مستقبلية". عادةً ما يتم تمييز المستقلبات في النباتات باستخدام تقنية تحدد الجسيمات بناءً على النسبة بين شحنتها وكتلتها (قياس الطيف الكتلي). لكن استخدام هذه الطريقة دون مساعدات إضافية أمر إشكالي، لأن هناك نواتج أيض كتلتها واحدة، لكن بنيتها مختلفة، وبالتالي خصائصها مختلفة تماما عن بعضها البعض. على سبيل المثال، المستقلبات المميزة للكراوية أو النعناع لها نفس التركيب الكيميائي، لكن تركيبها المختلف هو الذي يحدد الفرق بينهما. لذلك، لتمكين التحديد الدقيق للأيضات، لا يتضمن WeizMass وMatchWeiz البيانات الجماعية فحسب، بل يتضمن أيضًا ميزات أخرى قابلة للقياس، مثل الصيغة الكيميائية والخصائص الهيكلية للأيضات. يمكن أن يكون هذا التوصيف، على سبيل المثال، هو الطريقة التي يتحلل بها كل مستقلب إلى مكونات في ظل ظروف تجريبية، أو الطريقة التي يمتص بها الأشعة فوق البنفسجية. يقول الدكتور شعف: «في البداية، قمنا ببناء WeizMass بالمعلومات التي تلقيناها من مصادر مختلفة حول حوالي 3,500 مستقلب، والآن نقوم بتوسيع قاعدة البيانات لتشمل أكثر من 6,000 مستقلب. وبمساعدة WeizMass، نقوم بتطوير أداة حسابية ستمكن من تحديد نوع النبات بناءً على تركيبة مستقلباته."

ويوضح العلماء أن WeizMass وMatchWeiz يمكن استخدامهما ليس فقط لدراسة المواد الموجودة في النباتات، ولكن أيضًا لدراسة الأنظمة الحية والعمليات البيولوجية الأخرى، مثل التمثيل الغذائي للحيوانات، بما في ذلك البشر.

وشارك في الدراسة علماء الكلية الدكتورة إيلانا روجاتشيف والدكتور سيرجي ماليتسكي؛ فني المختبر الدكتور ساجيت مئير؛ باحثو ما بعد الدكتوراه الدكتورة إيفا هاينينغ والدكتور شونينغ تسنغ؛ طلاب البحث ماور بيت وهيلاري وينر؛ والدكتور رون فارنيس من جامعة فاجينينجن في هولندا.

#ارقام علمية

ووفقا للتقديرات فإن جميع النباتات في العالم كله تنتج أكثر من مليون مادة عضوية فعالة.