وأخيرًا، رأسيات الأرجل المعدلة وراثيًا

كان من المفترض أن يُسهّل نظام تحرير الجينات CRISPR تعديل أي كائن حي، لذا وجّهت عالمة الأعصاب تيسا مونتاغ أنظارها نحو الحبار. كان حلمها إدخال جينات في أجنة رأسيات الأرجل تحفز خلاياها العصبية على التألق عند إطلاقها للإشارات. وبذلك، ستتمكن من دراسة نشاط دماغ هذه الحيوانات أثناء إدراكها للبيئة المحيطة بها ونسخ أنماطها على جلدها كتمويه.
لم يكن الأمر سهلاً على الإطلاق . اضطر مونتاجو إلى حقن تقنية كريسبر وغيرها من أدوات تعديل الجينات في أكثر من 4000 جنين من الحبار قبل الحصول على سبعة حيوانات حية متوهجة ، بفضل جين يُشفّر بروتينًا فلوريًا أحمر اصطناعيًا. يستطيع هذا الحبار الآن توريث جين الفلورة لصغاره، مسجلاً بذلك أول مرة يتم فيها ابتكار رأسيات أرجل بجينات جديدة كليًا.
تستخدم فرق أخرى أدوات جينية لتعديل الحبار والأخطبوط، لكن التقدم بطيء. لا يُعرف إلا القليل عن تكاثر رأسيات الأرجل وبيولوجيتها وجيناتها، مقارنةً بالكائنات النموذجية الشائعة كالفئران والجرذان وسمك الزيبرا؛ ويضطر باحثو رأسيات الأرجل إلى اكتشاف كيفية التعامل مع أنواعها أثناء تقدمهم في البحث. ولكن مع نجاحات مثل نجاح مونتاجو، قد يمتلك العلماء قريبًا الأدوات اللازمة لبدء دراسة بيولوجيا رأسيات الأرجل الفريدة. تقول كاري ألبرتين، الباحثة في مجال رأسيات الأرجل: "تركز معظم معلوماتنا على عدد قليل من أنواع الحيوانات، لكن الطبيعة قدمت حلولًا عديدة للمشاكل".
اقرأ القصة كاملة

142 عامًا من الجبن

يعود تاريخ أقدم دليل على صناعة الجبن إلى حوالي 5200 قبل الميلاد، مما يجعلها أقدم من المحراث والعجلة والكتابة. ولكن على الرغم من أن هذا الطعام موجود منذ عصور طويلة، فمن المرجح أن بعضًا من أهم التغييرات في إنتاجه حدثت في القرن الماضي.
للوقوف على كيفية تأثير التطورات التكنولوجية والمعرفة المتنامية بعلم الأحياء الدقيقة على صناعة الجبن عبر الزمن، استغل العلماء أرشيفًا فريدًا محفوظًا في قبو عائلة: ثماني قطع من جبن الراكلت التقليدي شبه الصلب، أُنتجت جميعها تقريبًا في مصنع ألبان واحد في جبال الألب في فاليه، سويسرا. يعود تاريخ أقدمها إلى عام 1875، بينما يعود تاريخ أحدثها إلى عام 2017، ما يوثق 142 عامًا من صناعة الجبن. ولأخذ عينة من قطعة عام 1875، قام الباحثون بتقطيع الجبن بمشرط معقم (بينما أُخذت عينات من القطع الأخرى باستخدام إبرة خزعة).
كشف تحليل العينات عن تحولات ملحوظة في المجتمعات الميكروبية، تتوافق مع التغيرات التاريخية في ممارسات إنتاج الجبن . فعلى سبيل المثال، احتوى أقدم جبن على عدد كبير من بكتيريا الأمعاء المرتبطة بالحيوانات، مما يعكس على الأرجح استخدام المنفحة المستخرجة مباشرة من معدة العجول. وفي الوقت نفسه، ارتفعت نسبة الجينات البكتيرية المرتبطة بمقاومة المضادات الحيوية بشكل كبير بعد الانتشار الواسع لاستخدام المضادات الحيوية في الماشية. إلا أن هذه الجينات غابت عن عينة عام 2017، مما قد يعكس تشديد اللوائح المتعلقة باستخدام المضادات الحيوية.
اقرأ الصحيفة

مكان خاطئ بشكل مخيف

لدى الناس خوف متأصل من الثعابين. لكن ليست كل الثعابين مخيفة بنفس القدر: فبعضها يبدو أكثر رعباً من غيرها، وقد يكون الثعبان نفسه أكثر رعباً إذا كان في المكان الخطأ .
كثيرًا ما يُلاحظ الناس شعورهم بالغربة تجاه الحيوانات البرية عند رؤيتها في المدن. لذا، تساءل فريق من الباحثين عما إذا كان هذا الشعور يؤثر على نظرة الناس لهذه الحيوانات. وللتحقق من ذلك، عرضوا على نحو 500 متطوع سلسلة من صور الثعابين في بيئات طبيعية وحضرية. وبينما تباينت آراء الأفراد حول مدى خوفهم واشمئزازهم من هذه الحيوانات بشكل عام، فقد وجدوها أكثر رعبًا واشمئزازًا عند تصويرها في بيئة "بشرية".
أوضح الباحثون أن "النتائج تُظهر أن التوافق البيئي المُدرَك يُعدّ عاملاً رئيسياً في كيفية إدراك البشر للحياة البرية". وللحدّ من الصراع بين الإنسان والحياة البرية، "ينبغي أن تُسهم الإدارة والسياسات الفعّالة في تطبيع وجود الحياة البرية في المناطق الحضرية، وتوفير معلومات واضحة للتمييز بين اللقاءات اليومية والمخاطر الحقيقية، وتصميم بيئات حضرية تُقلّل من الشعور بالتطفل".
اقرأ الصحيفة

أعلى الطيور صوتاً في العالم

عندما تحاول أن تغفو قليلاً، قد يبدو لك تغريد طائر أبو الحناء عند الفجر وكأنه أعلى صوت طائر في العالم. لكن وفقًا لبحث جديد، قد يكون هذا اللقب في الواقع من نصيب صراخ طائر الجرس ذي الحلق العاري المزعج أو ثنائيات طائر السيريما أحمر الأرجل الصاخبة ، وكلاهما تجاوز 120 ديسيبل - أي أعلى من صوت مطرقة الحفر أو منشار كهربائي يدور بسرعة.
لم يكن هدف العلماء القائمين على الدراسة تحطيم أي أرقام قياسية، بل كان جلّ اهتمامهم تحديد ما إذا كانت الخصائص الفيزيائية للطائر قادرة على التنبؤ بشدة صوته، بالإضافة إلى فهم سبب تطور بعض الطيور لتكون أكثر ضجيجًا من غيرها. ولتحقيق ذلك، حملوا أجهزة قياس صوت محمولة في أنحاء أمهيرست، ماساتشوستس، وعبر البرازيل، مسجلين أصوات 123 نوعًا مختلفًا من الطيور، لم يسبق توثيق شدة صوت معظمها. ووجدوا أن الطيور الأعلى صوتًا، بشكل عام، تتميز بأجسام ضخمة وعضلات قوية وفتحات منقار واسعة.
مع ذلك، لم يكشف البحث عن غاية أوسع لهذا الصوت العالي. فقد افترض الباحثون في البداية أن الطيور طورت أصواتًا قوية إما للتواصل عبر الغابات الكثيفة أو لجذب أكبر عدد ممكن من الشركاء، وهي نظرية تناقضها حالة طائر السيريما أحمر الأرجل، الذي يعيش في المراعي المفتوحة ويلتزم بالزواج الأحادي. وقال جواو مينيزيس، أحد المشاركين في الدراسة، في بيان: " نعرف الآن بعضًا من الكيفية ، لكننا لم نكتشف بعد الأسباب، وربما نحتاج إلى المزيد من البيانات من أنواع أكثر بكثير لنتمكن من فهم ما يحدث على الصعيدين البيئي والتطوري".

اقرأ الصحيفة

انقطاع الطمث يعرض الدماغ للخطر

لطالما اشتبه الباحثون الساعون لتفسير ارتفاع خطر الإصابة بالخرف لدى النساء في دور انقطاع الطمث. لكن إثبات ذلك ليس بالأمر السهل. فبنوك الدماغ ودراسات الأتراب طويلة الأمد لا تملك بيانات كافية عن انقطاع الطمث، خاصةً من النساء اللاتي يمررن بهذه المرحلة الانتقالية. ولأن انقطاع الطمث - وهو الوقت الذي ينخفض ​​فيه هرمون الإستروجين ويتوقف فيه الإنجاب - هو نتيجة حتمية للشيخوخة، وهي عامل الخطر الرئيسي للخرف، فمن الصعب تمييز تأثيراته المحددة على الدماغ عن تأثيرات التقدم في السن.
مع ذلك، وجد الباحثون طرقًا مبتكرة للحصول على لمحة عما يحدث في الدماغ. فقد وجدت دراسة أجريت على 80 امرأة أن المشاركات بعد انقطاع الطمث لديهن مستويات أعلى في الدم لـ 16 بروتينًا مرتبطًا بالالتهاب والتشابكات العصبية والتنكس العصبي مقارنةً بالنساء قبل انقطاع الطمث . كما لوحظ ارتفاع مستويات العديد من هذه البروتينات نفسها في مجموعة بيانات أكبر لنساء مسنات تطورت لديهن لاحقًا حالة من التدهور المعرفي أو الخرف.
ارتبطت البصمة البروتينية بانخفاض مستويات الإستروجين، كما هو متوقع، لكن هذه لم تكن الصورة الكاملة. فقد ارتفعت أيضاً مع ازدياد حدة الأعراض ومع ارتفاع مستوى الهرمون المنبه للجريب، وهو هرمون تفرزه الغدة النخامية ويرتفع مستواه في سن اليأس، وقد أظهرت الدراسات على الحيوانات أنه قد يكون له آثار سامة على الجهاز العصبي.
يقول خبراء انقطاع الطمث إن النتائج أولية للغاية، لكنها مثيرة للاهتمام. تعتقد كايتلين كاساليتو، المؤلفة الرئيسية للدراسة، أن البصمة البروتينية قد تُتيح للأطباء معرفة مبكرة بمن هم أكثر عرضة لخطر الإصابة بأمراض الدماغ، وهو ما يكفي لتحديد التدابير العلاجية المناسبة. وأضافت: " منتصف العمر هو هذه المرحلة الحرجة التي يُمكننا فيها إحداث أكبر الأثر لتهيئة الدماغ للنجاح ".

اقرأ القصة

جائزة نوبل لإضاءتها لعلم الأعصاب

أعلنت جمعية نوبل، في بيان صحفي صدر صباح اليوم، عن منح كارل دايسروث، وبيتر هيغمان، وجورج ناغل جائزة نوبل في الطب أو علم وظائف الأعضاء لعام 2026، وذلك "لاكتشافاتهم المتعلقة بقنوات الأيونات المُفعّلة بالضوء وعلم البصريات الوراثية". وقد مكّن علم البصريات الوراثية الباحثين من تنشيط أنواع محددة من الخلايا العصبية، وتتبع دوائر الدماغ المسؤولة عن تكوين الذكريات، والشعور بمشاعر مثل الخوف، وجوانب أخرى من الإدراك والسلوك. وكتبت جمعية نوبل أن هذه التقنية "غيّرت فهمنا للدماغ تغييراً جذرياً". وقال عالم الفيزياء الحيوية أولريش شوارتز: "هذا تكريم مستحق طال انتظاره".

اقرأ القصة كاملة

هل يمكن أن يؤدي التلاعب بجين واحد إلى منع الشعر من الشيب؟

لا توجد حاليًا طريقة لإيقاف هذه العملية: مع التقدم في السن، يفقد الشعر لونه. والسبب هو وجود خلايا محددة - تُسمى الخلايا الصبغية - في بصيلات الشعر، وهي المسؤولة عن إضافة اللون للشعر؛ تموت هذه الخلايا مع مرور دورات نمو الشعر، بينما تتلاشى الخلايا الجذعية البالغة التي تُجددها تدريجيًا بفعل ضغوط الحياة.
بالتأكيد، سيخبرك الناس أنه يمكنك إبطاء ظهور الشيب في شعرك من خلال إدارة التوتر والحفاظ على صحتك بشكل عام. لكن حتى أكثر الناس صحة على وجه الأرض لا يستطيع منع خلايا الشعر الجذعية من التلف بعد عقود.
تساءل الباحثون: ما الذي يُسبب فشل هذه الخلايا تحديدًا؟ من خلال دراسة التعبير الجيني في الخلايا الجذعية الميلانينية للفئران، اكتشفوا عامل نسخ يُسمى Brn2، يتناقص تعبيره مع التقدم في العمر . ومع ذلك، فإن تعطيل هذا الجين أو حذفه تمامًا من هذه الخلايا الجذعية لا يُسبب شيب شعر الحيوانات تلقائيًا. في الواقع، ظل فراء الفئران التي تفتقر إلى هذا الجين تمامًا من خلاياها المنتجة للصبغة "مطابقًا لفراء الفئران الضابطة طوال حياتها، حتى عمر 95 أسبوعًا، بغض النظر عن عدد دورات نمو الشعر التي مرت بها"، كما أفاد الفريق في دراسة أولية نُشرت على موقع bioRxiv. باختصار، "لا يُؤثر فقدان Brn2 على الحفاظ على خلايا [الخلايا الجذعية الميلانينية] على المدى الطويل في ظل الظروف الطبيعية".
في الواقع، يبدو أن الجين يُبقي الخلايا الجذعية تحت السيطرة؛ فالفئران التي تفتقر إلى هذا الجين في خلاياها المنتجة للميلانين لديها تصبغ أكثر في بصيلات شعرها. وأوضح الفريق: "تشير هذه النتائج مجتمعةً إلى أن جين Brn2 يُثبّط عادةً تمايز سلالة الخلايا الجذعية الميلانينية".
الكلمات المفتاحية في تلك الاقتباسات، بالطبع، هي "حالة مستقرة" و"بشكل طبيعي"، لأن شيئًا مختلفًا تمامًا حدث عندما عُرِّضت الفئران للإشعاع. عند تعرضها لهذا النوع من الإجهاد، بدأت الخلايا الجذعية لبصيلات الشعر التي تفتقر إلى بروتين Brn2 بالدخول في حالة شيخوخة. ومع توقف نمو الخلايا الجذعية، لم يكن لدى الفئران أي وسيلة لتجديد خلاياها المنتجة للصبغة بعد كل دورة نمو للشعر. لاحظ الباحثون: "بينما حافظت فئران المجموعة الضابطة على تصبغ طبيعي إلى حد كبير بعد التعرض للإشعاع، أظهرت الفئران التي تعاني من نقص بروتين Brn2 فقدانًا واضحًا للصبغة في المناطق المُشعَّعة، وكان هذا الفقدان مرتبطًا بالجرعة". وأضافوا: "الأهم من ذلك، أن فقدان الصبغة هذا كان دائمًا طوال فترة الملاحظة... فقد اقتصر فقدان الصبغة على المناطق المُشعَّعة، وظهر خلال الأسابيع الأولى بعد التعرض، وظل الشعر الذي ينمو مجددًا في هذه المناطق غير مصبوغ في كل دورة لاحقة تم فحصها".
في نهاية المطاف، خلص الفريق إلى أن بروتين Brn2 يحدد عتبة لتخصص الخلايا الجذعية الميلانينية: "يؤدي فقدانه إلى زيادة التصبغ دون ظهور الشيب التلقائي، ولكنه بعد التعرض للإجهاد الجيني، يعزز الخروج من حالة الخلايا الجذعية، مما يؤدي إلى فقدان سريع ودائم للتصبغ". على المستوى الجيني، لاحظوا أن نقص بروتين Brn2 يُغير من تعبير الجينات المتعلقة بإصلاح الحمض النووي، مما يشير إلى أن عدم قدرة هذه الخلايا على الاستجابة بشكل جيد للتلف الجيني هو السبب وراء زيادة قابليتها للتأثر بالإجهاد.
بالطبع، كل هذا تم إجراؤه على الفئران. ويشير الباحثون إلى أن أعمار الفئران أقصر بكثير من أعمارنا، لذا "لا تستطيع هذه الحيوانات محاكاة عملية شيخوخة الشعر الفسيولوجية التي تستغرق عقودًا لدى البشر". ولكن عند فحص عينات من فروة رأس الإنسان، لاحظوا انخفاضًا في نشاط جين Brn2 في الخلايا الجذعية الصبغية لدى كبار السن، مما يوحي بأن عملية مماثلة قد تكون مسؤولة عن تحول شعرنا إلى اللون الأبيض. وإذا أثبتت التجارب المستقبلية صحة ذلك، فإن التلاعب بجين Brn2 قد يسمح لشعرنا بالاحتفاظ بلونه لفترة أطول، أو حتى طوال حياتنا.
مع ذلك، ربما يكون من الأسهل اعتماد مظهر الشعر الرمادي المائل للبياض.
اقرأ النسخة الأولية

ليست كل الأعمدة التي تتجول ضائعة

رغم دوران الأرض حول الشمس بسرعة 30 كيلومترًا في الثانية، إلا أن الأرض تحت أقدامنا تبدو مستقرةً في الغالب. ولكن مع تحرك الكتلة في أعماق كوكبنا، يمكن أن تتحرك أقطابه الجغرافية - قمة الأرض وقاعدتها، بناءً على دورانها. وقد عاد الباحثون بالزمن إلى الوراء ليكتشفوا حالاتٍ من هذه الظاهرة، التي تُعرف باسم "الهجرة القطبية الحقيقية "، وهي أكثر إثارةً مما كنا نتصور .
مع تحرك الصفائح التكتونية والحركة الطبيعية للغلاف الأرضي، تتغير سرعة دوران الأرض قليلاً. وللعودة إلى التوازن، ينزلق باطن الأرض على اللب المنصهر الكثيف، مما يؤدي إلى تحرك القطبين الجغرافيين. وللبحث عن مثل هذه الفترات في الماضي الجيولوجي، حلل الباحثون سجلات الفيضانات والجفاف على مدى 320 مليون سنة الماضية. وبحثوا عن نمط يشبه نبتة البرسيم رباعية الأوراق، وهو نمط مميز فقط للهجرة القطبية الحقيقية، حيث تغرق وتجف أنصاف متقابلة من نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي، نتيجة لتحرك القارات داخل وخارج المنطقة الاستوائية، حيث يتسبب دوران الأرض في انتفاخ المياه.
ظهر نمط البرسيم قبل حوالي 20 و90 و140 و190 مليون سنة. واليوم، يحدث انزياح قطبي حقيقي بمعدل 10 سنتيمترات تقريبًا سنويًا، وهو معدل ضئيل جدًا لا يُلاحظ. ولكن عندما يتسارع هذا الانزياح، قد ينتج عنه تغييرات كبيرة في الغلاف الحيوي للأرض ومناخها.
" هذا تطور مثير للغاية يساعدنا على ربط عمليات الأرض العميقة بالتغيرات في المناخ ومستوى سطح البحر على المدى الطويل على الكوكب "، هذا ما قاله عالم الأرض سابين زاهيروفيتش، الذي لم يشارك في العمل، لمجلة نيو ساينتست .
اقرأ الصحيفة

ولادة علم فلك النيوترينو تُتوّج بجائزة نوبل في الفيزياء

فاز عالم الفيزياء النظرية الهادئ، فرانسيس هالزن من جامعة ويسكونسن-ماديسون، بجائزة نوبل في الفيزياء لهذا العام، بعد أن حوّل كيلومترًا مكعبًا من الجليد تحت القطب الجنوبي إلى واحد من أكثر أجهزة الكشف عن الجسيمات حساسية في العالم. وقد قاد هالزن عملية بناء مرصد آيس كيوب للنيوترينو، الذي رصد جسيمات غامضة تُسمى النيوترينوات، وتتبعها إلى مسرعات جسيمات قوية في مجرتنا وخارجها، مما أدى إلى ظهور نوع جديد من علم الفلك.
كان بعض زملاء هالزن متلهفين لتكريمه. تقول جانيت كونراد، عالمة فيزياء النيوترينو والمتعاونة في مشروع آيس كيوب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "استيقظتُ في الرابعة صباحًا وأنا أقول لنفسي: لا بدّ أن يكون هذا العام". وتضيف: "إنه يستحق هذا التكريم بجدارة". ويقول تاكاكي كاجيتا، عالم فيزياء النيوترينو في جامعة طوكيو، والذي شارك في جائزة نوبل في الفيزياء عام 2015 لأبحاثه حول ما يُسمى بتذبذبات النيوترينو: "كنتُ أتوقع أن يفوز فرانسيس بجائزة نوبل يومًا ما".
ويقول هالزن نفسه إنه كان محظوظًا. صرّح في المؤتمر الصحفي الذي أُعلن فيه عن الجائزة: "لقد كانت هذه مغامرة لم يكن النجاح فيها مضمونًا. أودّ أن أؤكد مجددًا كم كنتُ محظوظًا، إذ وجدتُ مساهماتٍ حاسمة من متعاونين مهمين للغاية في مراحل مختلفة عندما بدا هذا المشروع وكأنه سيفشل".
في الكون، لا يفوق عدد النيوترينوات - وهي جسيمات الضوء - سوى الفوتونات، التي تولد من تفاعلات نووية معينة. مع ذلك، تتفاعل النيوترينوات مع المادة العادية بشكل ضعيف للغاية لدرجة يصعب معها رصدها. في كل ثانية، تمر تريليونات من النيوترينوات القادمة من الشمس عبر أجسامنا دون أن نلحظها. ونادرًا ما يتفاعل النيوترينو مع نواة ذرية ليتحول إلى جسيم قابل للرصد، وعادةً ما يكون إلكترونًا أو ميونًا أثقل. 

المزيد