جنرال لواء

الباحثون يطورون حصيرة الألياف التي تمتص التلوث الكيميائي


ابتكر باحثون من جامعة كاليفورنيا في بيركلي وجامعة نورث وسترن سجادة يمكنها فعليًا امتصاص التلوث. يمكن للمادة "الحفاظ على بروتينات معينة نشطة خارج الخلية".

يعتبر هذا الاكتشاف طفرة كبيرة في أبحاث الأنظمة الحية التي فشلت لسنوات في الجمع بين البروتينات والمكونات الاصطناعية. يوضح هذا البحث الأخير طريقة فريدة جديدة يمكن أن تحافظ على نشاط البروتينات خارج بيئاتها الأصلية.

هذه الطريقة الجديدة لها تطبيقات في مناطق الحروب أو المواقع الملوثة حيث يمكن أن توفر تفاعلات كيميائية حيوية عند الطلب. قال تينغ شو ، مؤلف الدراسة والأستاذ بجامعة كاليفورنيا في بيركلي ، "نعتقد أننا قد حللنا كود التفاعل بين الأنظمة الطبيعية والاصطناعية".

البروتينات بشكل عام صعبة الإرضاء ولا تتفاعل بشكل جيد مع إزالتها من بيئاتها الأصلية. لكي تعمل البروتينات بشكل جيد ، غالبًا ما تحتاج إلى البقاء في تكوينات خاصة جدًا ، وغالبًا ما يتم الوصول إلى هذه الأوضاع الوظيفية بمساعدة بروتينات أخرى.

لمحاولة تكرار هذه الظروف المحددة ، قام المختبر بتحليل تسلسل البروتين المتكرر والأسطح لمحاولة إيجاد طريقة لإنشاء بوليمر اصطناعي يكون قادرًا على توفير كل ما تحتاجه البروتينات المعينة للاستمرار في العمل.

قال المؤلف الأول للدراسة Brian Panganiban: "تحتوي البروتينات على نمط إحصائي محدد جيدًا ، لذا إذا كان بإمكانك تقليد هذا النمط ، فيمكنك التزاوج بين الأنظمة الاصطناعية والطبيعية ، مما يتيح لنا صنع هذه المواد".

في تجربة معقدة ، ابتكر فريق الباحثين بوليمرات عشوائية متغايرة. يتم تعريف البوليمرات غير المتجانسة على أنها "بوليمر مشتق من نوعين مختلفين أو أكثر (ولكن غالبًا ما يكونان متشابهين) من المونومر"

أطلق المختبر على هذه البوليمرات غير المتجانسة اسم RHPs والتي تتكون من أربعة أنواع من المونومرات. تم تصميم كل واحدة من هذه الوحدات الفرعية الأربعة خصيصًا للتفاعل مع سطح البروتين محل الاهتمام.

ثم تم اختبار RHP على نطاق واسع لإظهار أنه يمكن أن تتفاعل بشكل إيجابي مع البروتينات المختارة وتؤدي إلى إظهار البروتين للاستقرار خارج الخلية. بمجرد إنشاء هذا ، كانت الخطوة التالية هي اختبار ما إذا كان RHP يمكنه إنشاء مواد قائمة على البروتين للمعالجة الحيوية للمواد الكيميائية.

تم تمويل هذا الجزء من الدراسة من قبل وزارة الدفاع الأمريكية التي لها اهتمام كبير بالنتائج الناجحة للبحث. لإكمال الاختبار ، قام العلماء بخلط بروتين RHP ببروتين يسمى هيدرولاز الفوسفور العضوي (OPH) ، والذي لديه القدرة على تحطيم الفوسفات العضوي السام الموجود في المواد الكيميائية السامة مثل المبيدات الحشرية وعوامل الحرب الكيميائية.

تثبت حصائر الألياف نفسها

تم استخدام مزيج RHP / OPH لتشكيل حصائر من الألياف. عندما تم تعريض هذه الحصائر لمبيد حشري شائع ، كان الباحثون سعداء لاكتشاف أن الحصائر يمكن أن تحلل بنجاح نسبة من المبيدات الحشرية.

في غضون بضع دقائق ، تمكنت الحصائر من تحلل كمية من المادة الكيميائية تقريبًا عُشر إجمالي حصيرة الألياف. مع مزيد من العمل ، يمكن أن يؤدي هذا البحث إلى تطوير حصائر أكبر لها تطبيقات في الحرب الكيميائية وتنظيف الأخطار البيولوجية.

نُشرت الدراسة في عدد مارس 2018 من مجلة Science.


شاهد الفيديو: شرح مفصل لكيفية تلوث المائدة المائية ببرج شاكير (كانون الثاني 2022).