تطوير بروتين صناعى ضد الجراثيم

فريق البحث اعتمد طريقة علمية حديثة تعرف باسم الحمض النووى الأوريغامى (دويتشه فيله) نجح علماء من جامعة ميونيخ الألمانية للعلوم التطبيقية فى تطوير بروتين مسامى صناعى من المنتظر أن يساهم فى تطوير مواد فعالة ضد الجراثيم التى تحاط بغشاء خلوى، عبر إحداث العديد من الثقوب فى هذا الغشاء لقتلها.

وتعتبر البروتينات المسامية ذات انتشار واسع فى علم الأحياء، وتكمن مهمتها فى تمرير الماء والمواد الغذائية أو الأملاح بدقة إلى داخل الخلية أو خارجها، ولابد أن تنظم الخلية دخول هذه المواد إليها بدقة، وإلا حدث اضطراب فى عملية الأيض (تحويل الغذاء إلى طاقة) بالخلية.

واعتمد فريق البحث على طريقة علمية حديثة تعرف باسم الحمض النووى الأوريغامى، وهى تقنية نانونية تهدف إلى خلق أجزاء من المادة، لا يزيد حجم الواحد منها على واحد من مليون من الميليمتر.

وتحتاج هذه التقنية إلى أدوات ومواد جديدة يمكن التعامل معها بدقة النانو (واحد من مليار من المتر)، والمادة الأساسية المستخدمة فى ذلك هى الحمض النووى، والذى يعرف العلماء بنيته وتركيبته الكيميائية لدرجة تجعلهم قادرين على التنبؤ بصفاتها بشكل كامل وتفصيلها بالشكل الذى يرونه.

كما أن العلماء أصبحوا يمتلكون ترسانة كبيرة من التقنيات للعثور على الحمض النووى، ومعاملته وتركيبه بالشكل الذى يريدونه، وباتت تتوفر الآن برامج حاسوبية يمكن من خلالها تركيب أشكال ثلاثية الأبعاد على شاشة الكمبيوتر، ثم يقوم البرنامج بتقدير المعلومات الجينية المطلوبة لتحقيق هذا الشكل.

وفى الخطوة الثالثة والأخيرة، تتم إضافة هذه الأجزاء بعضها إلى بعض فى أنبوب الاختبار حيث تأخذ شكلها المطلوب.

ويمتلك البروتين المسامى الجديد قناة فى وسطه بقطر 2 نانومتر، وتعمل بقية بنية هذا البروتين على أن تخترق هذه القناة الدقيقة البالغ طولها إجمالا 42 نانومترا جدار الخلية بشكل عمودى، ويتوقف نوع الأيونات والجزيئات التى تخترق الخلية على شكل المسام الروتينية وقطرها وصفاتها الكيميائية، وذلك بشكل مشابه للمسام الطبيعية.

ونجح العلماء فى أحد الاختبارات فى إرسال جزىء واحد، طويل من الحمض النووى خلال هذه المسام، ويستطيع العلماء معرفة مدى قيام هذه المسام بوظيفتها من خلال معرفة الصفات الإلكترونية على جانبى المسام.

وقال العلماء، إن أحد أهم التطبيقات الواعدة لهذا الإنجاز العلمى هو تطوير مواد فعالة ضد الجراثيم التى تحاط هى الأخرى بغشاء خلوى، ويأمل الباحثون إحداث العديد من الثقوب فى هذا الغشاء لقتل الجراثيم.