ألن يكون الأمر ممتعًا إذا استطعنا برمجة البكتيريا لعمل ما نريد؟
ربما ستندهش عندما أخبرك أن هذا سيغنينا عن بناء مصانع كيميائية، لكن السؤال الأهم، كيف يمكننا برمجة البكتيريا؟ لن يكون من الصعب تخمين الإجابة، و هي عن طريق تغيير الشفرة الوراثية للبكتيريا، مما يفتح المجال للعلماء والباحثين لتخليق سلالات جديدة من البكتيريا، وبالفعل قد كان! فقد نجح العلماء في تخليق سلالة جديدة من البكتيريا والتي يمكنها تصنيع حلقات كربونية صغيرة معبأة بالطاقة تُستخدم كمواد بادئة لتصنيع مواد كيميائية أخرى، وذلك بالرغم من أن هذه الحلقات نادرًا ما تُشاهد في الطبيعة.
وقد ساعد العلماء في ذلك تقنية “Directed Evolution”، وهي تقنية تم تطويرها في تسعينيات القرن الماضي، ومن مميزات هذه التقنية أنها تسمح بسرعة وسهولة تكاثر البكتيريا بالسمات المرغوب بها! ولم تكن هذه المرة الأولى لاستخدام هذه التقنية، فقد استخدمها مختبر أرنولد من قبل لتطوير البكتيريا التي تنتج روابط (الكربون-السيليكون) وأيضًا روابط (الكربون-البورون ) وهي روابط لا توجد فى الكائنات الحية في الطبيعة، بعد ما سبق ذِكره لن تندهش كثيرًا من تصريح أرنولد وهو أن الميكروبات تستطيع تكوين حلقات مُكونة بدقة يصارع الكيميائيون من أجل صنعها!
وفي ورقة نُشرت هذا الشهر في مجلة ساينس، يصف الباحثون كيف قاموا باستخدام بكتيريا “E.coli” في تكوين “Bicyclobutanes”، وهي مجموعة من المواد الكيميائية التي تحتوي على أربعة ذرات كربون مُرتبة بحيث تشكل مثلثين يشتركان في جانب واحد. لتَصور شكله، تخيل قطعة مربعة من الورق تم طيّها على طول قضيب، يصعب صنع “Bicyclobutanes” لأن الروابط بين ذرات الكربون تنحني عند الزوايا التي تُوضع تحت ضغط كبير، وذلك لأن ثَني هذه الروابط بعيدًا عن شكلها الطبيعي يتطلب الكثير من الطاقة ويمكن أن ينتج عنها منتجات ثانوية غير مرغوب فيها إذا لم تكن ظروف تركيبها صحيحة.
تحوي الروابط المُنحنية الكثير من الطاقة التي يُمكن استخدامها في تحفيز التفاعلات الكيميائية، مما يجعل الـ “bicyclo butanes” مفيدة في المنتجات الكيميائية، مثل: المستحضرات الصيدلانية، والمواد الكيميائية الزراعية وغيرها. عندما يتم دمج “bicyclobutanes” في جزيئات أكبر، فإنها يمكن أن تعطي تلك الجزيئات خصائص مثيرة للاهتمام على سبيل المثال، القدرة على توصيل الكهرباء ولكن فقط عندما يتم تطبيق قوة خارجية.
وقد صرح باحث يُسمی كان “Kan” أنه في المستقبل، بدلًا من بناء مصانع كيميائية لصنع المنتجات التي نحتاجها لتحسين الحياة، سنبرمج البكتيريا لتصنيع ما نريد!
كتابة: آلاء عمارة
مراجعة: سارة ياسر
تصميم: عبدالرحمن سعد
تحرير: علاءالدين محمود
