طور باحثون أداة جزيئية جديدة تسمى مراقب النشاط بالتألق الحيوي لأيونات الكالسيوم (Ca2+) أو CaBLAM لقياس نشاط خلايا الدماغ الحيّة. قاد تطوير الجزيء Nathan Shaner في University of California, San Diego، ونُشرت النتائج في مجلة Nature Methods. تُسجل CaBLAM نشاط الخلايا المفردة والنشاط داخل الخلايا بسرعة عالية، وتعمل بفعالية في الفئران والأسماك الزارعة، مع إمكان تسجيل ممتد لساعات دون الاعتماد على ضوء خارجي.
الفكرة الأساسية تختلف عن تقنيات التألق الفلوري الشائعة التي تتطلب تسليط ضوء خارجي، مما قد يسبب تلف الخلايا وفقدان التألق (photobleaching) وحاجة إلى أجهزة مثل الليزرات والألياف. في التألق الحيوي ينتج الضوء داخل الخلايا عندما يكسر إنزيم جزيئاً صغيراً، وهذا يعطي خلفية مظلمة لأن نسيج الدماغ لا ينتج هذا الضوء طبيعياً. نتيجة لذلك تصبح الخلايا العصبية المهندَسة للتوهج أسهل رؤية حتى مع تشتت الضوء عبر النسيج، وتمكن الباحثين من تسجيل نشاط مستمر لخمسة ساعات كمثال توضيحي.
أطلق Bioluminescence Hub في Brown University عام 2017 بدعم من منحة كبيرة من National Science Foundation، ويعمل المركز على مشاريع إضافية مثل إرسال ضوء من خلية حية ليلتقطه الجيران الخلويون وهندسة طرق بالاعتماد على الكالسيوم للتحكم بالنشاط. شارك في المشروع ما لا يقل عن 34 باحثاً من مؤسسات شريكة بينها Brown وCentral Michigan University وUC San Diego وUCLA وNew York University، وجاءت التمويلات من مؤسسات منها National Institutes of Health وNational Science Foundation وPaul G. Allen Family Foundation.
كلمات صعبة
- التألق الحيوي — إصدار ضوء داخل خلية أو كائن حي
- التألق الفلوري — توهج يحدث عندما تُضيء مادة بمصدر خارجي
- فقدان التألق — انخفاض شدة الضوء للمادة مع الوقت
- إنزيم — بروتين يسرّع تفاعلات كيميائية في الجسم
- تسليط — إرسال أو توجيه ضوء نحو هدف معين
- خلفية مظلمة — منطقة صورة أو مشهد ذات إضاءة منخفضة
تلميح: مرّر المؤشر أو ركّز أو اضغط على الكلمات المظلَّلة داخل القصة لرؤية تعريفات سريعة أثناء القراءة أو الاستماع.
أسئلة للمناقشة
- ما الفوائد العملية لتسجيل نشاط الخلايا العصبية لساعات دون الحاجة لضوء خارجي؟ اذكر فوائد واحدة أو اثنتين.
- ما القيود أو المشاكل التي قد تواجه انتقال تقنية CaBLAM للاستخدام في تجارب على أنواع حية أكبر أو في بيئات معقدة؟
- كيف يمكن لتمويل ومراكز بحثية مثل Bioluminescence Hub أن يؤثر على تقدم أبحاث الضوء الحيوي وتطبيقاته؟
